高中生意外的发现是银河系两倍宽的黑洞“光回波”

(2025-03-23 11:29:34)

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By Jenna Ahart published 11 hours ago

在筛选过超新星残骸的签名时，一名高中生绊倒在一个休眠黑洞的余晖上。这可能是从来见过的最大的一个。

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一幅新发现的黑洞光回波候选的彩色图像，这可能是从来发现的最大的一个。 (Image credit: Julian Shapiro, Chilescope T1)

加利福尼亚州阿纳海姆——在一个星系中心的黑洞吐出很久之后，你仍然能看到它的幽灵萦绕在剩下辐射发光的环境气体中，像从一个已经熄灭火焰发放的缕缕烟雾一样。天文学家叫这些宇宙幽灵 “光回波”——而这是高中三年级学生朱利安·夏皮罗（Julian Shapiro）在扫描宇宙新星残骸时发现的。

夏皮罗在 3 月 20 日举行的 2025 年美国物理学会（APS）全球物理峰会上发表演讲时说，“有被一个超大质量黑洞电离的这些气体的外部区域，这造成这种回波声”。

17 岁的夏皮罗是纽约市道尔顿学校（The Dalton School）的一名学生。但在课间和侦查潜在的大学之间的同时，他也是一位独立的天文学家。

最初，夏皮罗开始筛选过 DECaPS2勘测——来自智利赛罗托罗罗美洲天文台暗能量相机的南方银河系平面的一个清单——来寻找在超新星残骸和行星状星云中爆炸恒星的碎片。

但在定在一个这样的天体上后，他发现了它的结构不匹配一个超新星残骸的纤细细丝特征，也没有显示在它中心超新星的证据。夏皮罗告诉生活科学杂志，“绊倒在这个上真是一个惊讶”。

他相信这个天体是一个光回波，站在一个潜在的超大质量黑洞的场中。利用来自南部非洲大型望远镜的测量，他发现高浓度的氧和电离硫散落进该区域——这两者都表明受到冲击的物质。所有这些迹象提示该天体是一个现在休眠的黑洞的余辉，该黑洞从前吐出电离周围气体的辐射，造成它甚至在黑洞平静下来后发射光。

一个史诗般的回波

夏皮罗目前将光回波的直径定在大约 150000 到 250000 光年——大约是整个银河系宽度的 1.5 到 2 倍。如果他的估计坚持住，他认为这可能是从来发现的最大光回波的一个可行候选者。

夏皮罗说，“这个天体覆盖天空中的一个大面积，这使来获得深入的图像一点更容易”。

按照哈佛大学黑洞研究员萨沙·普拉文（Sasha Plavin）像夏皮罗发现的这个回波能帮助我们更多了解黑洞在星系中心如何行为，他没有参与这项研究。

普拉文告诉生活科学杂志， “我真的喜欢[Shapiro] 多仔细探究这些图像的，这些星系事件总是令人感兴趣，我认为这些回波是研究它们的一种伟大方法” 。

普拉文还有兴趣看对另外的这种新的光回波如何测量起来——它发生的速度是比现有示例更快还是更慢。他说，“将这一发现放在更广泛的上下文中在将来可能是有用的”。