圖源：ｗｉｋｉｐｅｄｉａ
這個巨頭黑洞是位於賽福特2星系GSN 069中心的活動星系核。這個星系核離地球約2.5億光年，質量是太陽的40萬倍。
圖源：美國國家航空航天局
天文學家團隊使用歐洲航天局的XMM-牛頓天文台和美國宇航局錢德拉X射線天文台觀察這個黑洞的X射線發射。大約每9個小時，當黑洞吸入物質時會發出明亮的X射線。雖然天文學家已經發現兩個恆星級別的黑洞在進食時會規律的爆發，但是在超大黑洞中這種規律性前所未見。
圖解：超大黑洞的檔案圖源：Universe Today概述這一發現的論文發表在《自然》雜誌上，他的標題是“來自低質量的黑洞星系核的9個小時準週期爆發的X射線。”這篇論文的第一作者是來自歐洲航天局西班牙天體生物學中心的Giovanni Miniutti 。根據這篇論文可知，這個超大黑洞每天吃三餐，每餐消耗的物質量大約是四個月亮。這意味著這個黑洞每進食一次，就要消耗大約100億磅物質。
圖解：超大黑洞正在“享受”相當於四個月亮的午餐圖源：Asia Times“這個黑洞的進食計畫我們從未見過。”Miniutti 在新聞稿中說。“這個行為是前所未有的，以至於我們不得不為了描述它去創建一個新的表達“X射線準週期爆發”。”人們從2010年7月以來就知道並觀測了這個超大黑洞的X射線發射，但是那時候它們是穩定的。這項新研究是基於2018年12月從歐洲航天局XMM-牛頓天文台開始的54天的觀察結果。
天文台在12月24日觀測到兩次爆發。次年1月，XMM-牛頓天文台又發現三次這樣規律性的爆發。此後，天文學家要求美國國家航空航天局的錢德拉天文台花費更多的時間進行調查，錢德拉天文台又發現了五次這樣的事件。在現在定期爆發的過程中，X射線的噴發活動比背景X射線的發射多了兩個數量級。X射線每次發出的耀斑持續一個多小時，每九個小時發生一次。
圖解：兩個初始耀斑（藍色）、XMM-牛頓天文台拍攝的耀斑（綠色）、錢德拉天文台拍攝的耀斑（紅色）（2019年Giovanni Miniutti等人的研究）
“將這兩個X射線天文台的數據結合，我們已經花了至少54天的時間追蹤這些週期性的爆發。”西班牙馬德里歐洲空間天文中心的天文學家、此項研究的共同作者理查德·薩克斯頓（ Richard Saxton）說。“這給我們提供了一個難得的機會去見證大量物質進入超大黑洞時的反覆加速和減速的過程。”每次爆發期間，X射線的噴發亮度是平靜時期的20倍。進入超大黑洞的氣體溫度也會升高。耀斑爆發時，氣體的溫度從平靜時期的100萬華氏度增加到250萬華氏度。超高的溫度與大多數活躍生長的超大黑洞周圍的氣體溫度一樣。
導致這些耀斑定期爆發的原因尚不清楚，GSN 069周圍的250萬華氏度的氣體與其他超大黑洞周圍的氣體溫度相同，這是一個迷，因為它太熱了以至於不可能來自圍繞黑洞下降的圓盤。但是GSN 069 是一個絕佳的機會去研究這一現象，因為這個熱氣體形成消失的過程是重複的。通常情況下，天文學家們認為這種熱氣體是由被黑洞撕裂或吞噬的恆星形成的，但是GSN 069顯示出的規律性是一個迷。“我們認為X射線的發射起源是部分或完全被黑洞撕裂，並且正在被一點一點緩慢吞噬的恆星。”同樣也是歐洲航天局天體生物學的天文學家、此研究的聯合作者Margherita Giustini說。“但關於重複性爆發，這完全是不同的故事，需要進一步的數據和新的理論模型來研究它的起源。”
此外，看到超大黑洞吞噬恆星發出的氣體並不新奇。但是GSN 069的規律性爆發是個令人頭痛的問題。這項研究的作者們對於超大黑洞規律進食的計畫提出了兩種可能的解釋：1. 圓盤中的能量積累起來直到圓盤變得不穩定，物質迅速掉進黑洞產生爆炸。週而復始。2. 圓盤和盤旋在黑洞周圍的第二個天體——可能是部分被恆星擾亂的殘餘物之前存在的相互作用。因為錢德拉天文台，科學家們知道了X射線的來源就位於GSN 069的中心，這也是超大黑洞的預期位置。錢德拉天文台和ＸＭＭ—牛頓天文台的綜合數據也清楚地表明，即使爆發是有規律的，但是也在緩慢的變化：黑洞“每餐”的大小和進食持續時間都略有減少，每餐的間隔在增加。這種趨勢能否持續取決於未來的觀察。對於超大質量黑洞來說，GSN 069是小的，通常一個超大黑洞的質量相當於幾百萬或幾十億個太陽，而GSN 069的質量僅僅相當於４０萬個太陽。這也許有助於解釋為什麼以前從未見過這種定期進食。
圖源：Inverse對於更大的，比這個大得多的超大黑洞，它們的亮度波的起伏則慢很多。它們需要幾個月甚至幾年像這個超大黑洞一樣閃耀，而不是每九個小時閃耀一次。這可能解釋為什麼這種準週期爆發從未被觀測到。Ｘ射線天文台的工作量很多，沒有辦法瞄準一個目標那麼久。人們已經發現了幾個黑洞產生的Ｘ射線大幅度增加或減少的案例。這些發現依賴於幾個月甚至幾年重複的觀察。有些變化太快了無法用黑洞吸積盤內物質下落的標準理論來解釋，但是這一發現可以解釋這些觀測結果，它們可能正在經歷與GSN 069相似的行為。作者: EVAN GOUGHFY: Aurora
