SS 433 是一個貪婪的黑洞，它像某種宇宙吸血鬼一樣，從其伴星超巨星上吸取物質，而且它還是個邋遢的食客。迄今為止，SS 433 是唯一被確認的“超臨界吸積”現象的例子，在這種現象中，黑洞貪婪地吞噬星塵，導致大量的碎屑被拋射到太空中。從地球相對於 SS 433 的視角來看，該物體穿過一個螺旋狀朝向黑洞的物質盤，因此我們無法看到其強大的 X 射線的所有光芒。但是，如果視線沒有被吸積物質阻擋，SS 433 將會是銀河系中最亮的 X 射線發射體。
由於它如此貪婪地吞噬物質，SS 433 在銀河系中獲得了獨特的地位，成為一個怪胎。現在，對附近星系中極其明亮的黑洞雙星（與其他貪婪的黑洞配對的恆星）的觀測表明，這些天文配對可能正在做同樣的事情。這些河外雙星被稱為超亮 X 射線源 (ULX)，這項新研究表明，它們可能也是超吸積天體。
ULX 之謎
ULX 是附近星系中最亮的 X 射線輻射源，僅次於星系中心的超大質量黑洞。通常，星系最多隻有一兩個 ULX。與銀河系中的黑洞雙星一樣，ULX 由一個黑洞（一顆爆炸恆星的緊湊殘骸）組成，它從伴星中虹吸物質。湧入的物質在黑洞周圍形成一個吸積盤，該吸積盤加熱到數百萬度併發出 X 射線輻射。但是，ULX 的亮度比我們銀河系中的黑洞雙星亮數百或數千倍，科學家仍在努力弄清楚原因。
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一般來說，黑洞吞噬物質的速度越快，它們發出的光芒就越亮，但是它們的亮度有一個上限。在某個時刻，從吸積盤上噴出的輻射壓力足以抵消黑洞的引力，因此任何過多的湧入物質都會被噴射回太空。這個轉折點稱為愛丁頓極限，它指出黑洞的質量越大，其引力就越強，並且在達到愛丁頓極限之前，它能變得越亮。
如果 ULX 黑洞的大小隻與銀河系中的黑洞一樣，那麼它們應該在達到如此高的亮度之前就達到了愛丁頓極限。因此，ULX 光度的一種解釋可能是這些物體包含“中等質量黑洞”，其質量至少是太陽的 1000 倍，它不如星系核心中的超大質量黑洞那麼巨大，但比點綴銀河系的恆星質量黑洞大得多。
對 ULX 亮度的另一種解釋是，它們是相對較小的黑洞，質量高達 200 個太陽質量，它們如此貪婪地吞噬物質，以至於達到了“超臨界吸積”。基本上，它們欺騙了愛丁頓極限並保持了亮度。 “現在，這個想法並不像看起來那麼愚蠢，”英格蘭杜倫大學的天體物理學家蒂姆·羅伯茨說，他沒有參與這項研究。愛丁頓極限的存在取決於物質從所有方向落向黑洞的假設。但是，由於現實生活中的黑洞將物質包裹在圓盤中，因此即使在輻射的向外推力應該阻止它們的攝入之後，它們也可能繼續吞噬物質。當黑洞達到它們的愛丁頓極限時，它們的圓盤變得高溫且膨脹。甜甜圈狀吸積盤內部的物質不會被來自圓盤表面的輻射吹走，因此它會被吸入黑洞。同時，輻射壓力會以強風的形式吹走圓盤的外層。科學家在 SS 433 中看到了這種流出。
自千禧年之初以來，天文學家一直在觀測 ULX，希望確定哪種理論描述了這些奇怪天體的真實本質，但是僅靠 X 射線觀測並不能解決這場爭論。因此，來自俄羅斯特殊天體物理天文臺和日本京都大學的一組科學家研究了 ULX 發出的可見光，希望這些替代波長可以提供新的見解。該團隊使用夏威夷的 Subaru 望遠鏡獲得了四個最近 ULX 的光學光譜。他們的研究結果於 6 月 1 日發表在《自然物理學》雜誌上。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
SS 433 加入了一個古怪的家族
科學家發現，他們所有的研究物件都發出具有相似質量的可見光，這意味著這些 ULX 可能構成它們自己的同質物體家族。研究人員還看到，ULX 光譜的關鍵特徵與標準吸積盤的預期特徵不一致，這排除了 ULX 是以通常方式吞噬物質的中等質量黑洞的可能性。相反，科學家發現 ULX 光譜與 SS 433 的光譜具有驚人的相似性，據認為，SS 433 僅包含大約 10 個太陽質量的黑洞。
科學家透過檢查它們可見光中稱為“發射線”的特徵，確定 ULX 與 SS 433 相似。此類資料可以深入瞭解天體的化學成分以及這些粒子的運動方式。科學家發現，ULX 光譜中氫和氦發射線的相對強度和寬度可以解釋為起源於密集的外流風中的不同區域，這是超吸積的明顯標誌。由於其自身的圓盤風，SS 433 也表現出類似的特徵。SS 433 的絕對亮度也與本研究中觀察到的 ULX 在同一範圍內，這進一步支援了它們具有親緣關係的想法。科學家得出結論，ULX 最有可能像 SS 433 一樣，是已經超過愛丁頓極限的小黑洞。
揮之不去的不確定性
“這並不是關於 ULX 的全部故事，”羅伯茨說，他並不認為它們絕對構成了它們自己的同質物體類別。“雖然大多數物體可能是這些超臨界黑洞，但少數物體可能同樣奇特，甚至可能是更極端的物體。”這意味著 ULX 的另一種理論也可能是正確的。羅伯茨認為，仍然有一些 ULX 看起來很適合作為中等質量黑洞的宿主。
荷蘭內梅亨拉德佈德大學的天體物理學家大衛·切赫也同意羅伯茨的觀點，他也沒有參與這項研究。切赫指出，天文學家至少發現了一個會脈動的 ULX，也就是說，它的亮度會週期性地增加和減少，這隻能用中子星的存在而不是黑洞來解釋。“因此，對於我們這些從事 ULX 研究的人來說，仍然有很多謎團，”羅伯茨說。關於 ULX 本質的長期爭論可能尚未結束，但看起來一個奇怪的黑洞雙星可能最終會找到它自己的位置。