第198章 SDSS J1354+1327

作品:可观测Universe|作者:Travel旅行|分类:科幻|更新:2026-01-16 12:04:06|字数:14530字

SDSS J1354+1327(双黑洞)

· 描述:一个相互绕转的双黑洞系统

· 身份:牧夫座的一个类星体,距离地球约30亿光年

· 关键事实:其X射线辐射表现出奇特的周期性熄灭,被认为是两个相互绕转的超大质量黑洞周期性遮挡吸积盘所致。

第一篇幅:牧夫座的“宇宙眨眼者”——SDSS J1354+1327的双黑洞之舞

2035年深秋,智利阿塔卡马沙漠的ALMA天文台里,32岁的天文学家艾拉·门多萨盯着电脑屏幕,指尖无意识敲打着桌面。屏幕上是SDSS J1354+1327的X射线监测图,一条起伏的曲线像极了人类的心电图——但这次“心跳”有点怪:每隔23个月,曲线会骤然跌入谷底,持续3到4个月,仿佛宇宙突然“闭了眼”。

“陈教授,您看这个。” 艾拉转头,对坐在窗边喝马黛茶的银发老人说。陈志远放下茶杯,凑近屏幕时老花镜滑到鼻尖:“这不是SDSS J1354+1327吗?去年你汇报时还说它是‘牧夫座最乖的类星体’呢。”

“乖了十年,突然开始‘眨眼’了。” 艾拉调出十年数据对比图,十年前的曲线平稳如直线,近三年却像被谁按下了“开关”,“X射线辐射每次熄灭约100天,周期精准得像钟表——这绝不是普通类星体的‘闹脾气’。”

陈志远眯起眼,指了指屏幕角落的坐标:“牧夫座,距离地球30亿光年。如果这‘眨眼’真有规律,那它藏着的,可能是宇宙最壮观的双人舞。”

一、“乖孩子”的叛逆:从“普通类星体”到“眨眼怪”

要讲SDSS J1354+1327的故事,得先从“类星体”说起。

类星体是宇宙中最亮的天体之一,像遥远星系的“心脏”,中心藏着巨型黑洞,疯狂吞噬周围气体,气体在黑洞周围旋转成发光的“餐盘”(吸积盘),释放出比整个星系还强的光。SDSS J1354+1327被发现于2005年,当时它刚被纳入斯隆数字巡天(SDSS)的观测名单,位置在牧夫座“猎犬”形状的尾巴尖上,距离地球30亿光年——光走30亿年才到我们眼前,意味着我们今天看到的“眨眼”,其实是它30亿年前在宇宙另一端“表演”的场景。

“刚发现时,它就是个‘乖孩子’。” 陈志远翻出2008年的观测日志,字迹工整得像印刷体,“亮度稳定,光谱里只有常见的氢、镁发射线,X射线辐射24小时在线,像永不熄灭的灯塔。” 艾拉记得,自己读博时选它做课题,就是因为“数据干净,适合练手”。

转折发生在2032年春天。德国马克斯·普朗克天文研究所的团队在分析X射线卫星“爱因斯坦探针”的数据时,发现SDSS J1354+1327的辐射强度突然下降了40%,持续了112天。“当时以为是仪器故障,” 艾拉调出当年的警报邮件,“结果三个月后它又亮了,像什么都没发生。”

没人把这当回事——类星体偶尔“打喷嚏”很正常。直到2034年,美国NASA的“雨燕”卫星捕捉到第二次“打喷嚏”:同样的周期(约23个月),同样的持续时间(约100天),同样的“先暗后亮”。这次,全世界的望远镜都对准了牧夫座这个坐标。

二、30亿光年外的“双人舞”:两个黑洞的宇宙华尔兹

艾拉第一次意识到“这不是单个黑洞”时,是在分析它的光谱细节。

类星体的光谱像“元素身份证”,能告诉我们中心黑洞的“食谱”。SDSS J1354+1327的光谱里,除了常见的氢线,还有两条极细的“钙线”,且这两条线总是“分分合合”——有时重合,有时分开,分开时距离恰好是重合时的两倍。“这像什么?” 陈志远在白板上画了两个重叠的圆圈,代表两个光源,“如果两个黑洞并排站着,它们各自吸积盘的光谱线会‘叠’在一起;当它们绕转时,距离变化,谱线就会‘分家’。”

这个发现让团队倒吸一口凉气:SDSS J1354+1327不是单个类星体,而是两个类星体“挤”在同一个天区——更准确地说,是一个“双黑洞系统”,两个巨型黑洞像跳华尔兹的舞者,绕着共同的中心旋转。

“想象一下,” 艾拉在组会上用咖啡杯做演示,“两个黑洞,每个都有几亿个太阳那么重,相距大概0.3光年(相当于太阳到最近恒星距离的1/10),绕着对方转。它们的吸积盘像两个旋转的发光餐盘,平时两个餐盘都亮着,我们看到的就是‘双灯齐明’;但当其中一个黑洞转到另一个和地球之间时,就会像‘挡脸’一样,把它背后那个黑洞的吸积盘光遮住——这时候,X射线辐射就‘灭’了。”

这个“挡脸”理论完美解释了“眨眼”现象:双黑洞的公转周期约23个月,每次遮挡持续100天左右(取决于黑洞的大小和轨道角度),于是形成了“亮→暗→亮”的循环。就像两个人面对面跳舞,当其中一人转到另一人身后时,我们从侧面就只能看到一个人的背影——SDSS J1354+1327的“眨眼”,其实是宇宙舞台上的“双人舞侧影”。

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