美国国家航空航天局的NICER绘制了反复发生的宇宙碰撞碎片图

（蜘蛛网eeook.com）据美国国家航空航天局（Jeanette Kazmierczak）：得益于美国国家航空航天局NICER（中子星内部成分探测器）和其他任务的数据，天文学家首次探测了怪物黑洞附近重复X射线爆发的物理环境。

科学家们最近才遇到这类X射线耀斑，称为QPE，或准周期性爆发。天文学家昵称为Ansky的系统是发现的第八个QPE源，它产生了迄今为止见过的最具能量的爆发。安斯基火山在时间和持续时间方面也创下了纪录，每4.5天左右爆发一次，持续约1.5天。

剑桥麻省理工学院的研究生Joheen Chakraborty说：“这些QPE是神秘而非常有趣的现象。”。“最有趣的方面之一是它们的准周期性。我们仍在开发我们需要的方法和框架，以了解QPE的原因，Ansky的不同寻常的特性正在帮助我们改进这些工具。”

Ansky的名字来源于ZTF19acnskyy，这是2019年可见光爆发的绰号。它位于室女座一个距离我们约3亿光年的星系中。这一事件首次表明，可能正在发生一些不寻常的事情。

由Chakraborty领导的一篇关于Ansky的论文于周二发表在《天体物理学杂志》上。

一种主流理论认为，QPE发生在质量相对较低的物体穿过超大质量黑洞周围的气体盘的系统中，超大质量黑洞的质量是太阳的数十万到数十亿倍。

当低质量物体穿过圆盘时，它的通过会驱逐出膨胀的热气云，我们在X射线中观察到这些热气云是QPE。

科学家们认为，爆发的准周期性发生是因为较小物体的轨道不是完美的圆形，随着时间的推移会螺旋向黑洞。此外，靠近黑洞的极端引力扭曲了时空结构，改变了物体的轨道，使它们在每个周期都不会自我闭合。科学家目前的理解表明，火山爆发会重复，直到圆盘消失或轨道物体解体，这可能需要几年时间。

天文学家称之为Ansky的系统位于这张照片中心的星系中，是最近发现的一系列准周期性爆发的所在地。图像：斯隆数字巡天

“安斯基的极端性质可能是由于其超大质量黑洞周围的圆盘的性质，”千年天体物理研究所、千年天体物理学研究所和智利瓦尔帕莱索大学的千禧核横向研究和技术探索超大质量黑洞的天体物理学家洛雷娜·埃尔南德斯·加西亚说。“在大多数QPE系统中，超大质量黑洞可能会撕裂一颗经过的恒星，形成一个非常靠近它自己的小圆盘。在Ansky的例子中，我们认为这个圆盘要大得多，可以涉及更远的物体，从而产生我们观察到的更长的时间尺度。”

Hernández García除了是Chakraborty论文的合著者外，还领导了发现Ansky QPE的研究，该研究于4月发表在《自然天文学》上，并使用了NICER、NASA的Neil Gehrels Swift天文台和钱德拉X射线天文台以及ESA（欧洲航天局）的XMM-Newton太空望远镜的数据。

NICER在国际空间站上的位置使其能够在2024年5月至7月期间每天观测Ansky约16次。观测的频率对于探测揭示Ansky产生QPE的X射线波动至关重要。

Chakraborty的团队使用NICER和XMM-Newton的数据，通过研究每次喷发上升和下降期间X射线强度的变化，以前所未有的细节绘制了驱动观测到的QPE的喷射物质的快速演化图。

研究人员发现，每次撞击都导致大约一个木星的质量达到光速的 15% 左右的膨胀速度。

在这张2025年1月16日太空行走时拍摄的高空“太空自拍”中，NICER（中子星内部成分探测器）X射线望远镜反映在美国国家航空航天局宇航员和远征72号飞行工程师尼克·黑格的宇航服头盔面罩上。图像：美国国家航空航天局/尼克·黑格

NICER望远镜能够频繁地从空间站观测Ansky，其独特的测量能力也使该团队能够在碎片膨胀时测量大致球形气泡的大小和温度。

“这些论文中使用的所有NICER的Ansky观测结果都是在2023年5月仪器经历‘漏光’之后收集的，”马里兰州格林贝尔特美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的任务科学负责人Zaven Arzoumanian说。“尽管1月份修补的泄漏影响了望远镜的观测策略，但NICER仍然能够为时域天文学或我们可以看到的时间尺度上的宇宙变化研究做出重要贡献。”

修复后，NICER继续观察Ansky，探索爆发是如何随时间演变的。由Hernández GarcíA领导、Chakraborty合著的一篇关于这些结果的论文正在审查中。

像Chakraborty这样的QPE观测研究也将在科学界为多信使天文学的新时代做好准备方面发挥关键作用，该时代结合了使用光、基本粒子和称为引力波的时空涟漪的测量，以更好地理解宇宙中的物体和事件。

美国国家航空航天局是ESA未来LISA（激光干涉仪空间天线）任务的合作伙伴，该任务的一个目标是研究极端质量比的吸气器，即低质量物体围绕更大质量物体（如Ansky）运行的系统。这些系统应该发射出现有设施无法观测到的引力波。QPE的电磁研究将有助于在LISA预计于21世纪30年代中期发射之前改进这些系统的模型。

Chakraborty说：“我们将尽可能长时间地观察Ansky。”。“我们对QPE的理解还处于起步阶段。这是一个激动人心的时刻，因为有很多东西要学。”