黑洞的吃相预示着它的体型

　　随着时间的推移，吸积过程会产生圆盘亮度的随机波动。
　　当地时间8月12日，美国伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校研究人员领导的团队在《科学》杂志发文称，在积极进食的超大质量黑洞（SMBHs）中观察到的亮度闪变（flickering）与其质量密切相关。
　　SMBHs的质量是太阳质量的数百万乃至数十亿倍，通常位于大质量星系的中心。当SMBHs处于休眠状态时，发出的光非常少，监测它们对附近恒星和气体的引力作用是探测到它们的唯一途径。然而，在早期宇宙中，当SMBHs快速增长时，会以超高速度积极吸积物质，并释放出大量辐射，有时甚至会散发所在星系最亮的光。这些光并非恒定，由于物理过程尚不明确，它在小时至几十年的时间尺度上都显示出了闪变。
　　Burke收集了大量进食中SMBHs的数据，以研究闪变的变化模式。他们确定了一个与SMBHs质量紧密相关的特征时间尺度，在这个时间尺度上，模式会发生变化。研究人员指出，光闪变是黑洞进食过程中的随机波动。天文学家可将变异性作为时间尺度的函数来量化闪变模式。对于吸积的SMBHs，其变化模式由短时间间隔向长时间间隔转变。对于质量越大的黑洞来说，转变时间越长。
　　Burke等将黑洞进食与人类的进食活动进行了类比，这种转变等同于打嗝。婴儿在喝奶时经常会打嗝，而成年人可以将打嗝的间隙拉长。而黑洞在进食时也会打嗝。研究人员YueShen说：无论中心物体是一个超大质量的黑洞，还是质量更轻一些的白矮星，吸积过程中驱动闪变的过程都是普遍存在的。
　　在天体物理学中，黑洞的质量和尺寸定义非常宽泛。在恒星质量黑洞（质量大约是太阳质量的几十倍）和SMBHs之间，还存在一种中等质量黑洞（IMBHs），其质量约为太阳质量的100至10万倍。研究人员表示，在宇宙历史中可能会形成大量IMBHs，它们以后会成为SMBHs的种子。然而，IMBHs的观测难度超乎想象。Burke说：既然闪变模式与中心吸积物质量之间存在相关性，那或许我们可以利用它来预测IMBH的闪变信号。
　　全球天文学家都在等待大规模观测时代的开启。智利空间和时间遗产调查项目（LSST）的VeraC。Rubin天文台将从2023年底开始，对太空进行长达十年的探测，以收集光闪变数据。研究人员XinLiu说：通过挖掘LSST数据集，寻找与不断膨胀的IMBHs一致的闪变模式，有可能帮助人类发现并理解这种神秘的黑洞群体。
　　编译：德克斯特审稿：西莫责编：陈之涵
　　期刊来源：《科学》
　　期刊编号：00368075
　　原文链接：https：phys。orgnews202108blackholesizerevealedpattern。html
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