密西根州立大學的研究人員對位於銀河系中心的超大質量黑洞有了重要發現，他們展示了基於NuSTAR X 射線數據的研究成果。研究員格蕾絲-桑格-約翰遜（Grace Sanger-Johnson）從人馬座A*發現了九個以前未被發現的”耀斑”–高能量X射線暴，為研究人員了解黑洞的物理環境提供了寶貴的資料。

密西根州立大學研究員格蕾絲-桑格-約翰遜（Grace Sanger-Johnson）透過篩選十年來的X 射線數據，從銀河系中央超大質量黑洞人馬座A* 發現了九個以前未被發現的X 射線耀斑。這張十多年前公佈的NASA 影像顯示了一個X 光耀斑的例子。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

MSU榮譽學院的本科生研究員傑克-尤特格（Jack Uteg）分析了來自黑洞附近分子雲的X射線回波，從而窺探到人馬座A*過去200多年的歷史。

密西根州立大學的研究人員對銀河系中心的超大質量黑洞有了突破性發現。他們的發現是基於美國國家航空暨太空總署（NASA）NuSTAR X射線望遠鏡的數據，於6月11日在美國天文學會（AAS）第244次會議上公佈。

由於黑洞具有強大的引力場，連光都無法逃脫，研究黑洞也面臨獨特的挑戰。為了了解這些神秘的天體，科學家通常會研究它們的引力對附近恆星的影響以及鄰近氣體雲的輻射等指標。 NASA NuSTAR天體學家的概念圖

NuSTAR軌道上的藝術家概念圖。資料來源：NASA/JPL-加州理工學院黑洞研究創新項目

葛蕾絲-桑格-約翰遜（Grace Sanger-Johnson）和傑克-尤特格（Jack Uteg）在物理與天文系助理教授張碩（Shuo Zhang）的領導下，利用天基望遠鏡數十年的X射線數據，找到了更多揭示這些宇宙謎團的創新方法。

格蕾絲和傑克的貢獻令人無比自豪，”張說。”他們的工作充分體現了密蘇里大學對開創性研究和培養下一代天文學家的承諾。這項研究是MSU科學家如何揭開宇宙秘密的最佳例證，使我們更接近理解黑洞的本質和銀河系中心的動態環境。 “

約翰遜分析了10年來的數據，尋找銀河系中心黑洞人馬座A*（Sgr A*）的X射線耀斑，在此過程中，她發現了九個未被注意到的耀斑。

這些耀斑是高能量光的劇烈爆發，為研究黑洞周圍的環境提供了一個獨特的機會，由於黑洞的引力驚人，人們通常看不到黑洞周圍的環境。

Sgr A*是距離地球最近、活動最少的超大質量黑洞，因此​​，來自Sgr A*及其耀斑的數據是目前已知的研究黑洞物理環境的方法之一。

張說：『我們正坐在前排觀察銀河系中心這些獨特的宇宙焰火。耀斑和焰火都能照亮黑暗，幫助我們觀測到平時無法觀測到的東西。這就是為什麼天文學家需要知道這些耀斑發生的時間和地點，這樣他們就可以利用這些光來研究黑洞的環境。

桑格-約翰遜精心篩選了NuSTAR（核光譜望遠鏡陣列）從2015年到2024年收集的十年X射線數據，NuSTAR是NASA的天基X射線望遠鏡之一。研究小組說，新發現的九個耀斑都為了解黑洞的環境和活動提供了寶貴的數據：”我們希望透過建立這個有關Sgr A*耀斑的數據銀行，我們和其他天文學家能夠分析這些X射線耀斑的特性，並推論出超大質量黑洞極端環境內部的物理條件。

而MSU榮譽學院的本科生研究員Uteg則用一種類似聆聽迴聲的技術研究了黑洞的活動。 Uteg分析了近20年的數據，目標是Sgr A*附近被稱為”橋”的巨型分子雲。

Uteg說：”與恆星不同，星際空間中的這些氣體和塵埃雲不會產生自己的X射線。因此，當X 射線望遠鏡開始捕捉到來自”橋”的光子時，天文學家開始假設其來源。我們看到的亮度很可能是Sgr A* 過去X 射線爆發的延遲反射。 ，直到2020年達到峰值亮度。

這種來自黑洞的”回波”光從Sgr A*到分子雲經過了數百年的時間，然後又經過了大約2.6萬年的時間才到達地球。

透過分析這種X射線回波，Uteg開始重建黑洞過去活動的時間軸，提供了僅靠直接觀測無法獲得的洞察力，分析過程使用了來自NuSTAR以及歐洲太空總署X射線多鏡（XMM）牛頓空間觀測站的數據。

Uteg說：”我們關注這個雲團變亮的一個主要原因是，它能讓我們確定過去Sgr A*爆發的亮度。”

在這些計算中，Uteg 和MSU 的團隊確定，大約200 年前，Sgr A* 在X 射線中的亮度大約是我們今天看到的它的5 個數量級。

張說：”這是我們第一次為我們的超大質量黑洞周圍的分子雲構建了一個長達24年的可變性，這個分子雲已經達到了它的X射線光度峰值。它使我們能夠了解到Sgr A* 大約200 年前的活動情況。

雖然引發X射線耀斑的確切機制和黑洞的精確生命週期仍然是個謎，但MSU的研究人員相信，他們的發現將引發進一步的研究，並有可能徹底改變我們對這些神秘天體的認識。

Uteg和Sanger-Johnson得到了NASA NuSTAR客座觀測計劃的支持。

編譯自/ scitechdaily