发现黑洞吸积盘外部未知结构证据

研究人员绘制的黑洞吸积盘与恒星物质“剥离”的想象图

NASA的“雨燕”空间望远镜探测到Swift J1357.2-0933双星系统中爆发出的X射线信号，位于加那利群岛的天体物理研究所科学家根据这些探测数据发现了前所未知的黑洞吸积盘外部结构，其属于整个双星系统的一部分，图中显示的就是研究人员绘制的垂直结构最大倾角示意图，发现其中存在类似波的运动，并穿过黑洞的吸积盘。本项研究发表在《科学》杂志上。

宇宙中的双星系统一般指物理双星，由两颗相距较近的天体发生相互引力作用，可认为按照双体系统的模型进行解释，有时候双星系统指两颗恒星，而有时候指一颗恒星与一个黑洞，就像Swift J1357.2这样的天体系统。黑洞是一类有恒星爆发后演化而成的天体，由黑洞介入的双星系统中存在恐怖的吸积现象，显然这样的过程中会伴随着物质流运动，当高速物质流中恒星流向黑洞时，就会发生X射线释放，由此便形成了X射线双星。

黑洞的吸积盘上堆积着来自伴星的物质，被黑洞引力“剥离”下来的恒星材料在黑洞周围形成了一个盘状结构，在这项研究中，科学家们发现黑洞吸积盘结构的证据，并探测到一个似乎无法用伴星模型解释的现象。如果这一结构用吸积伴星解释，那么其轨道周期将是惊人的2.8小时，可以认为这是迄今发现时间最短的质心公转，但研究人员的报告中提到信号“减淡”只维持数秒，这就是意味着该结构很可能处于吸积盘的外部。

对此，研究人员并不清楚这是一个什么样的结构，根据观测报告，其行为有点儿像“波”，存在向外移动的行为，如果排除是一颗伴星的轨道，那么这个神秘的结构没有表现出明显的周期变化，暗示了其存在垂直分布的特征，并将背后的黑洞“隐藏”了起来。科学家对雨燕探测器观测到的Swift J1357.2-0933双星系统进行模拟，其中存在一颗正常的恒星，其物质被黑洞的引力吸积形成了盘状结构，而且该系统还存在一个较大的倾角，使得研究团队能够观察到被遮蔽起来的部分结构。

到目前为止，经过半个多世纪的研究，科学家已经证实了在银河系中存在18个黑洞的证据，但没有发现X射线辐射被遮挡的现象，根据现有的黑洞理论研究，很多黑洞无法被观测到是由于角度的问题，因此，对Swift J1357.2-0933双星系统的研究表明，很可能是观测到了黑洞周围吸积盘的物质分布，由于其存在垂直结构，使得X射线部分被遮挡。

腾讯科学讯（Everett/编译）