距地球1.2萬光年的黑洞正把噴流對準地球方向

一個距離地球約1.2萬光年的黑洞，正以光速相當高的比例噴射電漿噴流，而這道噴流大致朝向我們的方向。這個被塵埃掩埋的雙星系統，僅以星表名稱 IRAS 18293-0941 為人所知，是迄今最有力的「微耀變體」證據：也就是遙遠星系核心中明亮耀變體的恆星尺度版本。

這項發現之所以重要，有兩個原因。迄今已知的每一個耀變體，都位於數百萬或數十億光年之外；因此，銀河系內出現一個微型版本，就像擁有一座近在咫尺的實驗室。而發現團隊認為，該系統另一道背離我們的噴流，正猛烈撞擊一團氣體雲，並可能在那裡將粒子加速至約一千萬億電子伏特，能量超過大型強子對撞機中質子束的一百倍。

微類星體是由黑洞或中子星從伴星吸取氣體，並將其中一部分以兩道狹窄噴流重新拋出的雙星系統，數十年來早已為人所知。當其中一道噴流接近我們的視線方向時，相對論效應會使朝我們疾馳而來的那一半看起來亮得多，而遠離我們的一半則幾乎消失。這種稱為都卜勒增亮的效應，正是耀變體如此明亮的原因。銀河系版本長期以來一直被預測會存在，但先前每一個候選天體都未能通過嚴格檢驗。

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噴流如何藏身於塵埃高牆後方

西班牙哈恩大學的論文第一作者何塞普・馬蒂（Josep Martí）表示：「它位在極其大量的塵埃後方，以至於在標準光學影像中幾乎完全看不見。」這個天體曾被標記為可能的 X 射線雙星，之後如他所說，「數十年前被編入星表，隨後也就差不多被遺忘了。」

能穿透塵埃的無線電波，洩露了它的行蹤。相隔多年的巡天影像全都顯示出一個緊湊核心，以及單側的一個瓣狀結構，另一側則空無一物：這是持續性噴流的標誌，而不是一次性的閃焰爆發。

甚大天線陣列的檔案影像，以及歐洲 VLBI 網路長達八小時的觀測，從最小尺度一路追蹤到瓣狀結構，描繪出同一條單側噴流。歐洲 VLBI 網路透過連結跨越各洲的無線電碟形天線，形成一座虛擬望遠鏡。朝向我們而來的噴流，至少比其雙生噴流的任何痕跡亮26倍；這意味著氣體在距離我們視線約48度以內，以超過三分之二光速的速度運動。若以四分之三光速作為示意速度，所推得的角度約為26度。

決定性的檢驗在於位置。以千分之一角秒精度測得的噴流無線電位置，與歐洲太空總署 Gaia 衛星取得的恆星位置相符，排除了最常見的冒名者：一個位於銀河系恆星後方的遙遠活躍星系。荷蘭 Joint Institute for VLBI ERIC 的貝尼托・馬爾科特（Benito Marcote）表示，這「證實了：噴流屬於這個恆星系統。」

西班牙望遠鏡的光學監測與 Zwicky Transient Facility 發現，該天體亮度僅有0.02星等的起伏，且每11.38天重複一次，這正是這對天體的軌道週期。如此微小、且沒有掩食現象的亮度波動，意味著我們幾乎正面看著其軌道，其傾角約為20度。垂直於該軌道發射的噴流，理應會朝向我們，與無線電數據所顯示的結果完全一致。卡拉阿爾托的光譜資料則指出，伴星可能是一顆炙熱、高質量的巨星或超巨星，正以每秒300至400公里的速度，將氣體流失至一個塵埃包層之中。

另一道噴流撞上一團雲

朝向我們的噴流進入稀薄氣體後，擴散成一個寬廣而暗淡的氣泡。遠離我們的噴流則一直保持狹窄，直到在數十秒差距外撞上緻密物質（一秒差距約為3.26光年）。南非 MeerKAT 陣列的無線電影像顯示，那裡有一個緊湊的熱點，外圍環繞著發光的氫氣與溫暖塵埃：這是一道震波前緣，就像船隻航行時形成的船首波。

一氧化碳氣體巡天資料顯示，在同一條視線方向上、距離同為3.6千秒差距處，存在一大片分子雲；團隊正是據此得出1.2萬光年的距離數字。該熱點也與 LHAASO J1831-1007u* 重疊，後者是中國高海拔宇宙線觀測站探測到、能量高於100兆電子伏特的伽馬射線源。

哈恩大學共同作者佩德羅・盧克-埃斯卡米利亞（Pedro Luque-Escamilla）表示：「巧妙之處在於，加速器引擎與目標是兩個不同的天體，彼此相隔數十秒差距。」在團隊的模型中，由噴流加速的質子逸入雲團，並與其中氣體碰撞，產生稱為介子的短壽命粒子；這些粒子衰變後形成 LHAASO 所觀測到的伽馬射線。該模型以一個質量約為太陽10倍、正以驚人速率吸積的黑洞為核心，重現了這套系統從無線電波至最高能量伽馬射線的光輻射。

與其他天體相比

其他星系中的耀變體由超大質量黑洞驅動，其質量可達太陽的數百萬至數十億倍；即使是距離最近的其中之一 Markarian 421，也位於約4億光年之外。IRAS 18293-0941 則由一個模型估計質量約為太陽10倍的黑洞驅動，且距離我們不到銀河系中心黑洞 Sagittarius A* 距離的一半；後者距離約為2.6萬光年。

先前的競爭者從未站得住腳。V4641 Sagittarii 缺乏穩定噴流，也沒有獨立測得的方向資料；而黑洞雙星 4U 1543-47，僅在一次爆發期間產生過單側噴流，且其噴流與我們視線的夾角小於27度。IRAS 18293-0941 則擁有在多年巡天中外觀始終一致的噴流，加上可獨立測量傾角的軌道；這個組合正是天文學家用來分類耀變體的依據。

這套系統也加入了一份日益增長的微類星體名單，這些天體都與銀河系中最高能量的光輻射有所關聯。伽馬射線天文台近來已將 SS 433 與 V4641 Sagittarii 和超高能輻射連結起來，為一項證據增添分量：超新星殘骸並非銀河系唯一重要的粒子加速器。

它尚未解決的問題

論文本身將 IRAS 18293-0941 稱為「令人信服的銀河系微耀變體候選天體」，而非已經定案的案例。

這個黑洞尚未被實際秤重。其太陽10倍質量的數字屬於模型假設，而伴星類型也仍不確定：塵埃對星光的遮蔽極為嚴重，因此無法排除它是一顆高光度藍變星——一種較罕見且不穩定的大質量恆星。

距離是第二個薄弱環節。Gaia 回傳了形式上為負的視差，無法提供可用的距離；而較早期研究則將該系統置於8至9千秒差距處，距離超過兩倍。1.2萬光年的數字，假定噴流確實正在撞擊位於3.6千秒差距處的那團雲。

耀變體的一項典型特徵也尚未出現：快速閃爍。團隊在一小時內未發現亮度達0.01星等以上的光學變化，並認為塵埃包層會將快速變動平滑化；這是一個合理的解釋，但仍需要驗證。

最後，與伽馬射線之間的關聯，仍建立在位置與模型之上。LHAASO J1831-1007u* 先前曾被暫時連結至同一擁擠區域中的其他天體，而噴流的速度與角度也只是界限值，並非直接測量結果。

關於微耀變體的常見問題

什麼是微耀變體？

微耀變體是噴流指向接近我們視線方向的微類星體。它是一種雙星系統，其中恆星質量黑洞或中子星從伴星吸積物質，並發射噴流。由於噴流大致朝向我們，相對論會使它看起來更明亮，正如遙遠星系中的巨大耀變體一樣。

指向地球的黑洞噴流會有危險嗎？

不會。IRAS 18293-0941 距離約1.2萬光年，而朝向我們的噴流在靠近其源頭處便擴散成寬廣且暗淡的氣泡。到達地球的只有微弱無線電輻射、X 射線與伽馬射線，僅有靈敏的觀測站才能偵測到。

IRAS 18293-0941 距離多遠？

團隊根據其噴流看似撞擊的分子雲，估計距離約為3.6千秒差距，亦即約1.2萬光年。這不到銀河系中心距離的一半，儘管較早的估計認為它位於超過兩倍遠的位置。

微類星體與耀變體有何不同？

兩者都涉及吸積中的黑洞所發出的噴流。耀變體由星系核心內、質量達太陽數百萬或數十億倍的超大質量黑洞驅動，且其噴流指向我們。微類星體則由雙星系統中、質量僅數個太陽質量的黑洞或中子星驅動。微耀變體結合了兩者：它是一個噴流恰好指向我們方向的微類星體。

這項研究由來自西班牙、荷蘭與阿根廷的團隊完成，於2026年9月1日以預印本形式發表，並獲 Astronomy & Astrophysics 接受；荷蘭天文學研究學院於9月22日公布此事。研究採用了歐洲 VLBI 網路於2024年5月26日進行的觀測、持續至2024年的光學監測，以及2025年年中的卡拉阿爾托光譜資料。下一步將對撞擊地點展開針對性後續觀測。馬爾科特說：「我們正計畫對噴流撞擊的熱點進行更多觀測。」

參考文獻：Martí et al., “A Galactic microblazar as a potential accelerator of ultra-high-energy particles,” Astronomy & Astrophysics, 2026. DOI: 10.1051/0004-6361/202661105

標籤: Milky Way, 黑洞, IRAS 18293-0941, LHAASO, microblazar, 微類星體

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