科学家们在Event Horizo​​ n附近检测X射线脉冲

这位艺术家的印象显示了一个快速旋转的黑洞周围的圆盘中的热气轨道。细长点描绘了盘中的X射线亮区域，其允许估计黑洞的旋转。图像：NASA / CXC / M。魏斯

脉冲模式表明距离黑洞必须至少以50％的光速旋转。

2014年11月22日，天文学家在夜空中发现了一个罕见的活动：在星系的中心的一个超级分配的黑洞，距离地球近3亿光年，撕裂了一颗通道。该活动称为潮汐中断喇叭口，对于黑洞的大规模潮汐拉扯撕裂一颗星，在星系中心附近创造了一阵X射线活动。从那时起，一系列观察者训练了他们的景象，希望学习更多关于黑洞饲料的饲料。

现在，MIT和其他地方的研究人员已经通过来自多个望远镜的观察的数据感到欣赏到事件的观察，并发现了所有数据集中的X射线的奇妙，稳定和周期性脉冲或信号。该信号似乎从非常接近黑洞的活动地平线的区域散发出来 - 通过黑洞不可避免地吞下材料的点。该信号似乎每131秒定期增白并逐渐消失，至少在450天内持续。

研究人员认为，由于发出周期信号的任何发出的东西必须是轨道，就在活动范围之外，靠近最内稳定的圆形轨道，或伊斯柯 - 最小的轨道，其中颗粒可以安全地在黑洞周围行进。

鉴于信号对黑洞的稳定性稳定，并将研究人员估计为阳光的大约100万次，该团队计算了黑洞的光速速度约50％。

今天报道的调查结果是杂志，是潮气中断耀斑的首次证明，用于估计黑洞的旋转。

该研究的第一作者Dheeraj Pasham是麻省理工学院Astrophli Astrophersics和Space Research研究所的POSTDOC，表示，大多数超级分类的黑洞是休眠状态，通常在X射线辐射的方式上通常不会发出多大。只有偶尔会释放一突发的活动，例如当恒星足够接近黑洞来吞噬它们。现在他说，鉴于团队的结果，这种潮汐中断耀斑可以用来估计超现实的黑洞的旋转 - 一直是现在，直到现在，令人难以置信的棘手。

“黑洞撕碎星星太近的赛事可以帮助我们映射几个超级分类黑洞的旋转，这些黑洞是星系的中心，”Pasham说。“这可能最终帮助我们了解星系在宇宙时间的发展方式。”

Pasham的共同作者包括Ronald Remillard，Jeroen Homan，Deepto Chakrabarty，Frederick Baganoff和Mit的James Steiner;奥西亚弗兰西尼在内华达大学;查尔斯顿学院的克里斯脆弱;哥伦比亚大学的尼古拉斯石;伯克利加州大学的Eric Coughlin;和加利福尼亚州Sunnyvale的Nishanth Pasham。

真正的信号

潮汐中断耀斑的理论模型表明，当一个黑洞分开一个星星时，一些星星的材料可能会在活动范围之外，至少暂时在稳定的轨道中缠绕在诸如ISCO的稳定轨道上，并发出周期性的闪光X射线最终被黑洞喂养。因此，X射线闪烁的周期性为ISCO的大小进行了编码的关键信息，这本身由黑洞旋转的快速决定。

Pasham和他的同事认为，如果他们能看到这种经常闪烁，非常接近一个经历了最近潮汐中断事件的黑洞，这些信号可以让他们了解黑洞旋转的快速度。

他们专注于他们在2014年11月在2014年11月确定的天文学家来搜索Asassn-14Li，使用基于地面的Supernovae（AsAssn）的地面全天动调查。

“这个系统很令人兴奋，因为我们认为这是一个用于潮汐中断耀斑的海报孩子，”Pasham说。“这种特殊事件似乎匹配了许多理论预测。”

该团队从三个观察者浏览了归档数据集，以来收集了事件的X射线测量，自发现以来：欧洲航天局的XMM-Newton空间天文台和NASA的基于空间的混乱和迅速观察者。Pasham以前开发了一种计算机代码，以检测天体物理数据中的周期性模式，但不具体地用于潮汐中断事件。他决定将他的代码应用于ASASSN-14LI的三个数据集，看看是否有任何常见的周期性模式将升到表面。

他所观察到的是令人惊讶的强大，稳定，周期性的X射线辐射，似乎来自黑洞的边缘非常靠近。该信号每131秒脉冲，超过450天，非常强烈 - 高于黑洞平均X射线亮度的约40％。

“起初我不相信，因为信号是如此强烈，”Pasham说。“但我们在所有三个望远镜中看到了它。所以最后，信号是真实的。“

基于信号的性质，以及黑洞的质量和尺寸，团队估计，黑洞旋转至少50％的光速。

“那不是超快 - 还有其他黑洞，截然估计近99％的光速，”Pasham说。“但这是我们第一次使用潮汐中断耀斑来限制超现实主义黑洞的旋转。”

照亮看不见的

一旦Pasham发现了周期性信号，它就是在团队中的理论家上，找到了对可能产生的内容的解释。该团队提出了各种场景，但似乎最有可能产生如此强大的X射线喇叭口的情况涉及不仅仅是一个粉碎一颗星星的黑洞，而且是一个较小的星星，称为白色矮人，靠近黑洞的轨道。

这种白矮星可能一直在isco - ISCO - 最内稳定的圆形轨道上圈出叠加的黑洞 - 一段时间。单独，它不足以发出任何类型的可检测的辐射。对于所有意图和目的，白矮星将是望远镜的看不见的，因为它盘旋相对不活跃，旋转的黑洞。

在2014年11月22日左右的某个时候，第二颗星足够靠近系统，黑洞在潮汐中的破坏耀斑中撕裂它，以热碎，恒星材料的形式发出了巨大的X射线辐射。当黑洞向内拉动这种材料时，一些恒星碎片落入黑洞，而一些仍然只是在外面，在最稳定的轨道中 - 白矮星圈出的白色矮人的轨道相同。由于白色矮人与这种热恒星材料接触，它可能将其作为各种发光的大涂层拖动，每次131秒时照亮白色矮人以强烈的X射线照亮白矮星。

科学家们承认这样的情景会非常罕见，最多只会持续数百年 - 暗示宇宙鳞片的眼睛。检测这种情景的机会非常苗条。

“这种情况的问题在于，如果你有一个带有100万次太阳的块的黑洞，而且一个白色的矮人正在圈出它，那么在几百年的某些时候，白矮星会普什姆说，进入黑洞。“我们会非常幸运地找到这样的系统。但至少在系统的属性方面，这种情况似乎工作。“

根据PASHAM的说法，结果'总体显着性是它们表明可以限制潮汐中断事件的黑洞的旋转。展望未来，他希望从其他星形粉碎事件中识别类似的稳定模式，从空间和时间进一步返回的黑洞。

“在未来十年中，我们希望能够检测更多这些事件，”Pasham说。“在估计旋转和黑洞时代之间是否存在关系，估计几个黑洞的旋转将是有价值的。”

这项研究部分得到了美国宇航局的支持。

纸：一颗恒星破坏了一颗巨大的黑洞后，巨大的准周期性