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黑洞附近强烈的银河系恒星耀斑可能进一步完善星系中心模型

耀斑星的艺术家插画。图片来源:Casey Reed/NASA南极极点望远镜捕捉银河系中心最强烈恒星耀斑——“星际灯塔”照

耀斑星的艺术家插画。图片来源:Casey Reed/NASA

南极极点望远镜捕捉银河系中心最强烈恒星耀斑——“星际灯塔”照亮黑洞邻域

摘要

美国伊利诺伊大学厄本那-香槟分校与国家超级计算应用中心团队,利用南极极点毫米波望远镜对银河系中心进行多年连续观测,首次在该极度尘埃遮蔽的区域发现了超强恒星耀斑。其能量释放足以让我们太阳的最大耀斑显得微不足道,充分证明毫米波观测在研究被尘埃屏蔽的星际环境中具有突破性潜力。

一、银河中心:极端与难测的星际实验室

位于半人马座的银河系中心距离地球约 26,000 光年,拥有 400 万倍太阳质量的超大质量黑洞(Sagittarius A*)。周围的恒星高速绕行,形成极端的潮汐力、强辐射和频繁的星际近距离相遇环境。传统可见光及部分射电观测因尘埃遮挡而受限,导致此区域的高能活动长期难以直接探测。

二、南极极点望远镜的独特优势

毫米波频段:位于红外与射电波之间,能够穿透遮蔽银河核的尘埃云。

极端环境:南极干燥且大气稳定,观测噪声极低,适合高灵敏度、长时程的时间序列观测。

多季观测:团队在数个观测季节持续监测,确保捕捉短时、偶发的高能事件。

三、发现:超强恒星耀斑的“星际灯塔”

现象:突然出现的剧烈亮度跃升,源自恒星大气层中磁场重联(magnetic reconnection)。

能量:相比太阳耀斑,能量大幅提升,足以对周围星际介质造成显著影响。

对比:即使在遥远且极端的黑洞邻域,耀斑仍保持可观测的光谱特征,为研究磁场结构提供独特窗口。

观测图像中可见 CCD 影像的衍射尖峰与垂直条纹(图示:NASA Goddard Space Flight Centre 版权),提示过量入射辐射所导致的图像伪影。

四、科学意义与未来前景

技术突破

毫米波观测证明能捕捉到短时、高能的天体事件,为研究尘埃遮蔽区域提供新工具。

星际演化洞察

揭示在强潮汐、辐射和星际碰撞环境中存活恒星的性质与行为。

磁场与大气探测

通过耀斑光谱和时序,间接测定恒星磁场强度、拓扑结构以及大气条件。

后续研究

继续使用南极极点望远镜与其它多波段设施(如 ALMA、JWST)开展更深层次、跨频段的跟踪。

探索耀斑频率、类型分布及其与黑洞引力环境的关联。

为制定银河核空间天气预警体系奠定基础。

结语

这一次的发现,犹如在银河中心的黑暗中点燃了多颗“星际灯塔”,为我们揭示了在最极端宇宙环境中恒星的生命与能量活动。随着观测技术的进步,银河中心的神秘面纱正一点点被撕开,未来每一次耀斑的闪光都可能成为解码宇宙深层物理规律的重要钥匙。

勇编撰自论文"Detection of Millimeter-wavelength Flares from Two Accreting White Dwarf Systems in the SPT-3G Galactic Plane Survey".The Astrophysical Journal.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。