IXPE探测到银河系超大质量黑洞200年前的耀斑

银河系中心有一个人马座 A*，这是一个质量约为 400 万太阳质量的超大质量黑洞，处于非常静止状态。人马座 A* 的 X 射线被银河中心的致密气体反射，提供了一种研究其过去数百年和数千年时间尺度上的耀斑活动的方法。现在，天文学家使用 NASA 的成像 X 射线偏振探测器 (IXPE) 检测到银河系中心分子云方向的偏振 X 射线发射。偏振角与作为主要发射源的超大质量黑洞一致，并且偏振度意味着大约 200 年前，人马座 A* 的 X 射线光度曾短暂与塞弗特星系的 X 射线光度相当。

人马座 A* 距离地球超过 25,000 光年，位于银河系正中心的人马座。

在之前的 X 射线研究中，天文学家检测到了其附近巨大气体云相对较新的 X 射线发射。

鉴于这些分子云又冷又暗，这些云的 X 射线特征应该是微弱的。相反，它们闪闪发光。

“解释这些巨型分子云为何闪闪发光的一种情况是，它们实际上是在回响早已消失的 X 射线闪光，这表明我们的超大质量黑洞在几个世纪前并不是那么静止，”说斯特拉斯堡天文台天文学家弗雷德里克·马林。

测量 X 射线偏振的 IXPE 在 2022 年 2 月和 3 月的两个研究期中观察了人马座 A* 附近的分子云。

当天文学家将所得数据与 NASA 钱德拉 X 射线天文台的图像结合起来，并将其与 ESA XMM-Newton 任务的档案观测结果进行比较时，他们可以分离反射的 X 射线信号并发现其起源点。

“偏振角就像一个指南针，将我们引向神秘的、早已消失的光源。那个方向有什么?正是人马座 A*，”意大利国家天体物理研究所研究员 Riccardo Ferrazzoli。

通过分析数据，作者发现巨型分子云发出的 X 射线是人马座 A* 或其附近产生的强烈、短暂的耀斑的反射光，这可能是由黑洞突然消耗附近物质引起的。

这些数据还帮助研究人员估计了原始耀斑的光度和持续时间——表明该事件发生在大约 200 个地球年前。

IXPE 项目科学家、美国宇航局马歇尔太空飞行中心研究员史蒂文·埃勒特 (Steven Ehlert) 表示：“IXPE 在帮助我们更好地了解银河系中心黑洞变化的时间尺度方面发挥着关键作用。”

“我们知道，在人类时间尺度上，活跃星系和超大质量黑洞可能会发生变化。”

“随着时间的推移，我们正在更多地了解这个人的行为、爆发的历史，我们渴望进一步观察它，以确定哪些变化是典型的，哪些变化是独特的。”

研究结果发表在《自然》杂志上。