臺北市立天文科學教育館

距離地球約8億光年、一個位於星系核心擁有5000萬個太陽質量的安靜黑洞，在2020年突然爆發，使周圍的物質亮度瞬間增加了約1000倍。天文研究團隊認為，這些週期性噴發是由較小黑洞衝擊超大質量黑洞周圍的吸積盤所引起，導致其反覆地像「打嗝」一般噴出物質。這些發現挑戰了黑洞吸積盤是如何運作的傳統觀點。先前天文學家們認為它們是圍繞中心黑洞旋轉的均勻氣體和塵埃盤。但新的研究結果顯示，其中一些吸積盤可能含有奇特的成分，例如恆星甚至更小的次級黑洞。

圖說：上下繞轉的伴星黑洞將吸積盤物質拋入母黑洞的噴流中。圖片來源：Space.com

2020年12月，天文學家發現一個距離我們約8億光年的星系突然增亮。研究團隊利用國際太空站(ISS)上的NASA X射線望遠鏡來觀測這次爆發，發現了X射線和爆發能量以每8.5天為週期出現微妙減弱的情況。該訊號的模式與系外行星凌越恆星時，遮蔽光線造成亮度減弱十分相似。

研究團隊藉由電腦模擬推算，推論可能有一個質量約為母黑洞1/5000的中型黑洞，繞著超大質量黑洞上下公轉。每當中型黑洞穿越吸積盤時。其引力會拖走一些物質，並在進入噴流時將這些物質甩入噴流中，造成物質看起來是間歇性地一團團噴出。而若吸積盤是傾斜對著地球，噴流中的一團團物質就會週期性遮蔽部分吸積盤光線，造成像系外行星凌日時產生的週期性光度減弱效果。接著團隊將觀測所得數據輸入進行驗證，證實了觀測到以8.5天週期減弱的訊號很可能是一個中型黑洞衝擊超大質量黑洞吸積盤的結果。

圖說：藉由電腦模擬結果顯示，中型黑洞繞著超大質量黑洞公轉，週期性地穿越吸積盤，藉由重力帶走物質後將其拋入大質量黑洞的噴流中，讓噴流變成如同間歇性噴泉一般不連續，進而產生黑洞看起來會「打嗝」的觀測結果。動畫來源：Space.com

至於是什麼原因造成黑洞吸積盤光度突然增加，團隊認為是一顆接近大質量黑洞的恆星被潮汐力扯碎後，大量物質進入吸積盤所造成，而拋入噴流的物質增加也讓團狀噴流更加明顯，間接造成被團隊觀測到明顯讓吸積盤光度減弱的遮蔽效應。

圖說：黑洞強大潮汐力將接近的恆星撕碎，碎片被吸入吸積盤中，造成吸積盤瞬間增亮的現象。圖片來源：Space.com

研究結果證明了非常緊密的超大質量黑洞雙星系統，在星系核心中可能十分常見，這對於未來運用重力波探測器的觀測工作來說非常令人期待。這類使用破碎恆星碎片照亮星系核心內部，搜尋並發現問題的做法，就像運用螢光染料來搜尋管線內的洩漏點一般。（編輯／蔡承穎）

資料來源：Space.com