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1990年,一个距离地球2.8亿光年的星系突然爆发,中心亮度飙升,然后慢慢暗了下

1990年,一个距离地球2.8亿光年的星系突然爆发,中心亮度飙升,然后慢慢暗了下去。天文学家事后翻数据才发现这件事。2010年,同一个星系又爆了一次,等大家反应过来,热闹又已经收场。

两次都扑了空,天文学家决定蹲守。从2013年起,他们每个月用卫星盯一眼这个编号IC 3599的星系。这一盯就是12年。

2025年10月,数据跳了:IC 3599的亮度冲到了平时的50倍。第三次爆发来了,而这一次,望远镜正对着它。35年里的第3次爆发,天文学家头一回从头到尾看着它上演。

闹事的是星系中心的一个黑洞。美国北肯塔基大学的格鲁佩(D. Grupe)带领团队估算,它的质量约为太阳的200万倍,是银河系中心黑洞的一半左右。发现异常后,团队立刻调动了雨燕卫星、XMM-牛顿空间望远镜,以及利克天文台、中国兴隆观测站和俄罗斯高加索山天文台的地面望远镜,多路围观。

看到的景象相当极端。黑洞吞噬物质时有个理论上限:吃得越快,发出的光越亮,而光会把周围气体向外推;亮到一定程度,光的推力压过引力,食物就送不进嘴了。这个上限叫爱丁顿极限。测算显示,爆发高峰期的IC 3599,亮度已经贴近这条线,等于这个黑洞正开足马力,吃到了理论上的最快速度。

XMM-牛顿空间望远镜对它做了一次长达12万秒、约33小时的专门观测,又发现一件怪事:X射线亮度在有规律地上下起伏,周期可能在7.4小时左右。地面望远镜拍的光谱里,还冒出许多新的发射线,其中包括来自高度电离的铁的谱线。星系安静时,这些谱线根本看不见。这可能说明爆发的辐射已经把远超黑洞近旁的气体都点亮了。

那么,这个黑洞为什么隔十几二十年就发作一次?

一种猜想是,有颗恒星绕着黑洞转,每次凑近就被撕掉一层外皮,同时损失能量,轨道逐渐收缩变扁,掉下去的物质点燃一场场爆发。还有一种猜想是,星系中心藏着两个互相绕转的黑洞,轨道运动搅出了忽明忽暗。如果背后是某种固定轨道周期驱动的机制,爆发间隔应该大致固定。

可IC 3599的3次爆发,间隔一次约19.5年,一次约15.7年,差了将近4年。钟不准,说明大概率没有钟。

格鲁佩团队在2026年7月10日发布于arXiv预印本网站的论文(尚未经过同行评议)中,更倾向于另一种解释:问题出在黑洞的吸积盘自己身上。吸积盘是物质掉向黑洞前排队盘旋形成的圆盘,越靠内温度越高、辐射越强。在最内侧,光对气体的推力大到让整个区域失稳:气体越攒越多,攒到一个临界点,突然整体坍塌着涌向黑洞,就是一场爆发。随后内盘被吃空,冷却下来,再慢慢积攒下一轮。循环会重复,但每轮攒料的快慢不同,间隔自然不齐。

这套机制恰好能解释爆发为什么一再重演、间隔又为什么对不上钟点。团队也承认,恒星被反复剥皮、双黑洞这两种可能还不能彻底排除,只是它们各自都解释不了爆发的某些特征。

真正让研究者挠头的是那个7.4小时的起伏。类似的信号在少数几个活动星系里出现过,被称为准周期振荡,成因至今没有定论。这次的数据还不够长,不足以完全确认,但一个正以极限速度进食的黑洞,亮度还踩着节拍呼吸,这样的样本天文学家手里没有几个。

IC 3599的下一次爆发可能在十几年后。不过这一回,天文学家不用再守株待兔了。这次抓到的数据,够他们研究很久。

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图一:黑洞吞噬物质的艺术想象图,图源:Pixabay/CC0 Public Domain图二:XMM-牛顿空间望远镜拍到的IC 3599的X射线光变曲线,显示出明显的起伏节拍,图源:arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2607.09036

信源:Network, Science X. "Astronomers catch a recurring black hole eruption in real time." phys.org, 21 July 2026