恒星被黑洞吞噬的最后时刻 首度被记录

恒星被黑洞吞噬的最后时刻  首度被记录

天文学家利用欧洲南方天文台(ESO)和世界各地其他组织的望远镜,发现了一颗恒星被一个超大质量黑洞撕裂的罕见爆炸光。这一现象被称为潮汐撕裂事件,是迄今为止记录到的距离地球2.15亿光年以上的最接近此类耀斑的现象,并进行了前所未有的详细研究。该研究今天发表在《英国皇家天文学会月刊》上。

“黑洞吞噬了邻近恒星”,这听起来有如科幻小说的情节,却是真实上演。这种现象称为“潮汐撕裂事件”,即恒星在被黑洞吸进去的过程中,经历了所谓的“意大利面条化”的情况。这是非常罕见的事件,而且要研究也非常不容易。

Credit:ESO/M. Kornmesser
Credit: ESO/M. Kornmesser

上图和视频:描述一颗恒星(前)在 “潮汐撕裂事件 “中被一个超大质量黑洞(后)吸入时,经历了意大利面条化的过程。
在ESO 甚大望远镜和最新技术望远的帮助下,一个天文学家团队发现,当黑洞吞噬一颗恒星时,会发生强大的物质爆炸。

研究小组将ESO的甚大望远镜 (VLT) 和ESO的新技术望远镜 (NTT) 对准了去年发生在一个超大质量黑洞附近的新闪光,详细研究当一颗恒星被这种怪物吞噬时会发生什么事情。

天文学家知道理论上会发生什么事。研究报告的作者托马斯-韦弗斯解释说:”当一颗倒霉的恒星离星系中心的超大质量黑洞太近时,黑洞的极度引力会把恒星撕碎成薄薄的物质流。”韦弗斯是智利圣地亚哥的ESO研究员,他在英国剑桥大学天文学研究所进行这项工作时。在这个分叉过程中,当一些细线的恒星物质落入黑洞时,会释放出明亮的耀斑能量,天文学家可以探测到。

虽然强大而明亮,但到目前为止,天文学家们还难以研究这种爆发的光,因为它常常被尘埃和碎片的幕布所遮蔽。直到现在,天文学家才得以阐明这道光幕的来源。

“我们发现,当黑洞吞噬一颗恒星时,会向外发射出强大的物质爆炸,阻碍我们的视线,”同样在伯明翰大学的萨曼莎-奥茨解释道。之所以会发生这种情况,是因为黑洞吞噬恒星物质时释放出的能量会推动恒星碎片向外扩散。

这一发现之所以可能,是因为该团队研究的代号AT2019qiz 之潮汐撕裂事件,是在恒星被撕裂后很短的时间内发现的。美国西北大学NASA爱因斯坦研究员,凯特-亚历山大(Kate Alexander)说:”因为我们抓得早,我们实际上可以看到黑洞以高达10000公里/秒的速度发动强大的物质外流时,尘埃和碎片被拉起的帷幕”。”这种独特的’幕后窥视’为我们提供了第一次精确确定遮挡物质来源的机会,并实时跟踪它是如何吞噬黑洞。”

该团队对AT2019qiz进行了为期6个月的观测,AT2019qiz位于厄里达努斯星座的一个螺旋星系中,随着耀斑亮度的增加,然后逐渐消失。”在恒星被撕裂后,几项天空调查很快发现了新的潮汐撕裂事件的发射,”Wevers说。”我们立即将一套地基和空间望远镜指向该方向,看看光是如何产生的。”

在随后的几个月里、多种先进设备的多次观测中,首次揭示了恒星流出的物质与被黑洞吞噬时发出的明亮耀斑之间的直接联系。尼科尔说:”观测结果显示,这颗恒星的质量与我们自己的太阳大致相同,而它损失了其中约一半的质量给了比它大100多万倍的怪物黑洞。”他也是爱丁堡大学的访问研究员。

该研究有助于我们更好地理解超大质量黑洞,以及物质在其周围极端重力环境中的表现。该团队表示,AT2019qiz 甚至可以作为 “罗塞塔石 “来解释未来对潮汐撕裂事件的观测。ESO的超大型望远镜(ELT)计划在近十年内开始运行,将使研究人员能够探测到发展越发黯淡、快速的潮汐撕裂事件,以进一步解开黑洞物理学的奥秘。

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