“噬星體”出現(xiàn)了？！天文學(xué)家：有個(gè)星系的亮度20年跌剩1/20

究竟是誰(shuí)要致它于死地？

J0218?0036的可見(jiàn)光圖像對(duì)比。左圖由斯隆數(shù)字化巡天提供，右圖由昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡拍攝。右圖拍攝于2018年，左圖拍攝于2002年，可以發(fā)現(xiàn)它的亮度明顯下降了。SDSS / HSC-SSP / NAOJ

人類(lèi)若想要在有生之年看到一個(gè)星系發(fā)生變化是很難的，因?yàn)檫@種事發(fā)生在比生命漫長(zhǎng)得多的時(shí)間尺度上。比如星系的亮度變化，需要有跨越幾百萬(wàn)至幾十億年的對(duì)比，我們才可以感覺(jué)得到。

這就是為什么當(dāng)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個(gè)距離我們100億光年的星系在20年內(nèi)亮度跌到了僅有原來(lái)的1/20時(shí)，感到十分震驚的原因。

這個(gè)遙遠(yuǎn)的星系沒(méi)有名字，只有一個(gè)編號(hào)：J02180-0036。來(lái)自日本、德國(guó)、西班牙的天文學(xué)家，在將斯隆數(shù)字化巡天項(xiàng)目拍攝的照片和昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn)了這一異常現(xiàn)象。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這個(gè)星系的核心亮度在2000年代初到2023年期間一直在下降。對(duì)于這樣一個(gè)活躍星系核來(lái)說(shuō)，這種程度的亮度衰減是極不尋常的。在正常情況下，它們的亮度衰減僅出現(xiàn)在極其漫長(zhǎng)的時(shí)間尺度上。J0218-0036的快速變暗讓天文學(xué)們疑竇叢生。

此類(lèi)星系核心被稱(chēng)為活躍星系核（AGN）。它們非常明亮，因?yàn)樘煳膶W(xué)家認(rèn)為，它們的核心有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。這些黑洞的質(zhì)量非常大，相當(dāng)于數(shù)十萬(wàn)至數(shù)十億個(gè)太陽(yáng)。

此類(lèi)黑洞的引大引力場(chǎng)會(huì)將周?chē)囊磺校怏w和塵埃吞噬掉，而吞噬的過(guò)程也是十分漫長(zhǎng)的。在此過(guò)程中，黑洞周?chē)奈镔|(zhì)會(huì)圍繞著黑洞形成一個(gè)緩慢旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)，并因摩擦作用而急劇升溫，釋放出驚人的能量。

這會(huì)導(dǎo)致活躍星系核產(chǎn)生幾乎是全頻段的光輻射。只要黑洞能夠獲得穩(wěn)定的物質(zhì)補(bǔ)給，活躍星系核的輻射強(qiáng)度也基本上是穩(wěn)定的。只有當(dāng)物質(zhì)供給顯著減少，輻射才會(huì)減弱，從而導(dǎo)致星系核心的亮度發(fā)生可感的衰減。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的Markarian 509星系，及其明亮的活躍星系核。NASA / ESA / J. Kriss (STScI) / J. de Plaa (SRON)

研究人員對(duì)J0218-0036星系核心亮度能夠在短時(shí)內(nèi)發(fā)生變化感到吃驚。因?yàn)檫@種變化以前通常被認(rèn)為至少需要幾萬(wàn)年才能發(fā)生。研究人員推測(cè)，這種變化可能是因?yàn)樾窍岛诵牡暮诙次e率，也就其吞噬物質(zhì)的速度發(fā)生了巨大變化。而這種變化最有可能的原因，是這個(gè)黑洞周?chē)奈镔|(zhì)已瀕臨耗盡。

研究人員比較了該星系核心的紅外和可見(jiàn)光觀測(cè)數(shù)據(jù)，并將觀測(cè)所見(jiàn)與理論模型進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)黑洞的吸積率竟然在7年間急速下跌到了先前水平的1/50。

除了食物耗盡這個(gè)最有可能的可能，星系核心被某種物質(zhì)——比如宇宙塵埃云遮擋也是另一種可能。但是天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，星系核發(fā)出的全頻段光線都在衰減，而塵埃云不可能遮擋全頻段的光線。這意味著這個(gè)星系核心的變化，源自其內(nèi)部及近旁的物質(zhì)盤(pán)本身。

但是謎團(tuán)并未全然解開(kāi)。黑洞吞噬周邊物質(zhì)能夠影響其宿主星系，導(dǎo)致恒星的形成被抑制。如果確實(shí)是星系核心在變暗，那么究竟是誰(shuí)切斷了這個(gè)黑洞的食物來(lái)源？

活躍星系核亮度變化周期概念圖。隨著時(shí)間的推移，物質(zhì)流入的減少會(huì)導(dǎo)致星系核心逐漸變暗。Chiba Institute of Technology

參考

Distant Galaxy Fades 20-Fold in Just Two Decades - Rapid Decline in Gas Supply to Its SuperMassive Black Hole

https://subarutelescope.org/en/results/2026/03/24/3688.html

A Possible Shutting-down Event of Mass Accretion in an Active Galactic Nucleus at z ~ 1.8

https://doi.org/10.1093/pasj/psaf115