科学|2.75亿光年外，一黑洞8小时内亮度变化100倍，科学家表示从未见过 |黑洞|

_本文原题：2.75亿光年外，一黑洞8小时内亮度变化100倍，科学家表示从未见过
我们都知道，黑洞是不发光的，反而能够将所有靠近它的光都吞噬。
但是，人类总是能够找到方法，让不可能变为可能。由于物质在被黑洞吞噬下落的过程中会发光，形成一个巨大的吸积盘，这也就成为了人类观测黑洞的重要手段。我们的确无法直接观测黑洞，但是却可以从吸积盘中获得大量关于黑洞的信息。这些吸积盘通常非常明亮，而且伴有强大的射线，有的甚至相当于几亿个释放X射线的太阳，非常恐怖。

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有趣的是，有些时候，黑洞的吸积盘竟然会“熄灭” 。更加令人惊奇的是，熄灭了的吸积盘，还会突然再被点燃。
在距离我们2.75亿光年的一个名为ES 1927+654的星系中心，有一个质量达到了太阳1900万倍的超大质量黑洞。和其他类似的宇宙怪兽一样，它也凭借着自己无与伦比的能力为整个星系提供能量，形成所谓的活跃星系核。但另一方面，它也让人类第一次见识了黑洞“眨眼”的现象。
这样诡异的现象，在2018年的时候就被科学家注意到了。他们利用全天超新星自动勘测（ASASSN）对整个宇宙进行巡视观测的时候，在ES 1927+654星系中发现了这个黑洞，当时它的吸积盘释放出的光度是它在正常情况下的40倍，因此被ASASSN捕捉到。

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这件事马上引起了科学家们的兴趣，他们纷纷将望远镜对准这一片区域，想要观测这里发生了什么。刚开始的观测似乎相当顺利，但是渐渐地，科学家们发现有点不对劲，在这次异常变亮事件的大约160天后，这个活跃星系核竟然开始变暗。令科学家惊奇的是，在接下来的40天里，它不仅仅是变回到了原来的亮度，甚至几乎完全熄灭了！
麻省理工学院（MIT）的物理学家Erin Kara在描述这件事的时候说：“在ASASSN目睹了它所经历的那一次疯狂的剧烈爆发后，我们又见证了它吸积盘的消失。它最终变得根本无法观测，这是我们从来没有见过的。 ”
ES 1927+654并没有就此停下它的表演，接下来的日子里，它又开始变亮。在第一次被观测到耀变后大约300天，它的亮度又达到了正常亮度的20倍。

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在2.75亿光年以外，这个黑洞就好像在向我们神秘地眨眼。
Kara指出：“按照我们的推测，这样的光度变化应该在几千年甚至几百万年的时间尺度下才会出现。但是在这个天体身上，我们发现了一年之内就能够完成的10000倍光度变化，也曾观测到短短8个小时内就有100倍的光度变化，这在以前是闻所未闻的，实在令人百思不得其解。 ”
智利迭戈波塔利斯大学天体物理学家Claudio Ricci也表示：“我们在黑洞吸积过程中从未见过这种变化，这件事如此诡异，以至于我们最初一度以为是数据出问题了。当我们确认它真的在变化时非常兴奋，但真的不知道我们到底发现了什么，我们又和其他人交流，他们也没见过这种事。 ”
他们也尝试去解释这个现象，这就要从黑洞吸积盘的原理说起了。

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我们知道，黑洞的本质是一个奇点。根据万有引力定律可知，它的引力范围与质量成正比。在某个范围内，所有的光都不可能逃脱，这个范围就叫视界范围，其边界就是事件视界，也就是所谓的“不归点” 。在事件视界之外，就是黑洞的吸积盘，吸积盘的内部边缘，是一圈高温等离子体（corona）。分页标题
这个高温等离子体，是一片由超高温度的电子所组成的区域。科学家认为，黑洞的磁场就像是一个同步加速器一样，将电子加速，使其获得极高的动能。在这种情况下，这些电子就会释放出惊人的X射线来。
虽然这个过程目前还仅限于理论范围内，但是我们也只能尝试通过这个理论来解释1ES 1927+654的黑洞发生光度剧变的现象。 Ricci和他的同事们在《天体物理学杂志通讯》上发表论文提出了他们的猜测：也许是某种未知的因素破坏了它的磁场，才导致了光度的变化。

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这个原因，最有可能来自于对恒星的吞噬。在被吞噬的过程中，恒星会在潮汐瓦解的作用下被撕裂，然后释放出耀眼的光芒，最终落入事件视界内。
如果1ES 1927+654的黑洞恰好在我们观测的时间内吞噬了这样一颗恒星，那么的确有可能出现我们观测到的现象。首先，恒星被潮汐瓦解发出强烈的X射线，也就是我们第一次看到的亮度激增。接下来，恒星的碎片在进入黑洞时对其磁场造成了干扰，使其磁场暂时消失，电子无法加速旋转，也就没有了高温等离子体。然后，在周围环境稳定后，黑洞再重新建立起自己的磁场，亮度再次增加，整个理论过程和我们实际观测到的现象基本一致。

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如果这个猜测是正确的，那么我们可以借此机会理解黑洞磁场对高温等离子体区域半径的影响。 “如果所有事件都发生在潮汐瓦解的半径范围内， ”Kara说， “那就意味着为这个高温等离子体提供基础的磁场为位于这个半径以内。 ”
他们进而推测出，如果是一颗恒星造成了这个现象，那么这个潮汐瓦解的现象应该发生在距离黑洞4光分的范围内，也就是大约相当于日地距离的一半。
当然，这也不是唯一的可能。
前面我们就提到过，黑洞的高温等离子体区域的亮度本来就是可以变化的，只不过我们一直认为这需要很长的时间。也许，以前的观测只是巧合，黑洞亮度的剧烈变化也可以在短时间内发生，只不过我们到现在通过1ES 1927+654才第一次观测到。

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Kara表示，她认为第一种推测更有趣，但是科学事实是不以人的意志为转移的事，我们只能通过更多的观测来证明。
【科学|2.75亿光年外，一黑洞8小时内亮度变化100倍，科学家表示从未见过】第一种推测的确非常特别，它告诉我们：黑洞的结构可能比我们想象的要更加复杂，在不同的位置上，会发生不同的诡异事件。我们对于黑洞的了解就像能够逃离黑洞的物质一样，只占了冰山的一角。关于黑洞，还有太多秘密等着我们去揭开。