发布单位：台北市立天文科学教育馆
天文学家使用哈勃太空望远镜观测M87星系中超大质量黑洞的喷流时，意外发现新星爆发（novae）在喷流方向上似乎较为频繁。虽然这些新星并未被捲入喷流，但它们处于喷流附近的危险地带。这一发现令研究人员感到困惑，显示我们对黑洞喷流与其周围环境的相互作用仍有未解之处。这道喷流是由一个质量为65亿倍太阳质量的黑洞发射，长达三千光年，并以接近光速穿越空间。任何被捲入喷流中的物体都将被摧毁。
新星爆发发生于双星系统中，当一颗老化膨胀的恒星将氢转移至白矮星伴星时，氢在白矮星表面累积至临界点，最终引发如同核弹般的爆炸。然而，白矮星不会因此毁灭，它会抛弃表面物质，并继续从伴星吸取燃料，进入下一轮爆发循环。新星爆发在宇宙中十分普遍，M87星系每天都有一颗新星爆发。宇宙中至少有一千亿个星系，这意味着每秒钟全宇宙中约有100万颗新星爆发。特别的是，根据哈勃太空望远镜的资料，M87靠近喷流的区域，新星爆发次数是其他区域的两倍。
图说：新星爆发在M87星系中超大质量黑洞的喷流附近的艺术想象图。Credits: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
1990年哈勃太空望远镜发射不久，天文学家在观测M87中心的超大质量黑洞时，注意到该黑洞周围发生了一些不寻常的现象。几乎每次观测时，哈勃都会捕捉到「瞬变事件」，就像记者会中相机的闪光灯一样频繁，这可能是新星爆发的现象。透过哈勃的新一代广角相机，天文学家在九个月内收集了大量证据，显示M87喷流附近有新星爆发。这项观测的挑战在于需要每五天精确地重复观测一次M87，以捕捉新的新星爆发。将所有的资料累积起来，哈勃拍摄到了M87有史以来最深的影像，并发现了该星系三分之一范围内的94颗新星。
图说：哈勃太空望远镜拍摄的M87星系最深影像，一条长达三千光年的喷流由星系中心的超大质量黑洞发射。Credits: NASA, ESA, Alec Lessing (Stanford University), Edward Baltz (Stanford University), Mike Shara (AMNH), Joseph DePasquale (STScI)
图说：哈勃太空望远镜发现靠近喷流的新星爆发数量（红色圈处）是星系其他区域的两倍。
当研究团队将所有已知的新星爆发标记在M87的影像上后，立即看出喷流附近的新星爆发数量远超其他区域。研究团队推测，喷流可能对附近的恒星系统产生了某种影响，或许是喷流的光压推动了氢向白矮星集中，从而加速了新星爆发的频率。研究成果已发表在天文物理期刊《The Astrophysical Journal》上（Lessing et al. 2024）。（编译/台北天文馆段皓元）
资料来源：HST