无助恒星被黑洞 “消化”,天文学家们首次捕捉到了这一血淋淋的场面

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黑洞将恒星撕成细丝,像毛线球一样缠绕在自己身上。(NASA//CXC/M. Weiss)
黑洞将恒星撕成细丝,像毛线球一样缠绕在自己身上。(NASA//CXC/M. Weiss)

【明德网李文涵综合编译】这位不幸的明星被撕成了碎片。天文学家首次瞥见了一颗恒星被超大质量黑洞撕碎时的 “碎片化”。

在过于接近一个巨大的黑洞–距离地球7.5亿光年,重量是我们太阳质量的3000万倍–之后,这颗不幸的恒星被黑洞的引力所捕获并吞噬。

黑洞是混乱的食客,喜欢和它们的食物玩耍。当它拉近这颗恒星时,黑洞的引力产生了强大的潮汐力,将这颗恒星拉伸成一个长条形,并产生了地球上的望远镜所探测到的明亮的闪光、X射线和无线电波。

尽管几十年来天文学家已经发现了像这样的爆发,并将其归结为 “碎片化”,但直到最近,一组在荷兰SRON空间研究所和同样位于荷兰的拉德堡大学工作的研究人员才观察到一颗正在围绕黑洞碎片化的恒星。

研究人员通过发现黑洞极点周围不寻常的吸收线模式捕捉到了这个图像。它显示了一条长长的线,像毛线球一样围绕着黑洞缠绕了许多次。通常,吸收线(当物质吸收非常特定波长的光时,在光谱中观察到的空隙)只有在我们观察黑洞的赤道时才能发现,赤道是黑洞旋转的线路,也是称为吸积盘的物质流运行的地方。在其中一个极点看到吸收线使科学家们得出结论,他们看到的是一颗刚被粉碎的恒星的碎片化残余物。

“此外,吸收线很窄。多普勒效应并没有像你所期望的那样扩大它们,当你看到一个旋转的圆盘时”,主要作者Giacomo Cannizzaro,SRON的一名博士生,在一份声明中说。多普勒效应描述了发射或吸收的光的波长的变化,取决于光源是向观察者移动还是远离观察者)。没有看到这种转变意味着这些物质并没有围绕黑洞运行–这是一个重要的线索,表明研究人员不仅仅是在看另一个吸积盘。

面条化的发生是由于一个物体在接近黑洞时经历的重力急剧增加。这种效应是如此明显,以至于一个宇航员脚先落入黑洞时,他们的腿会比他们的头更有力地被吸进去,把他们拉成一长串人肉面条。

对于一颗恒星来说,这个过程的戏剧性也不小。恒星的外层大气首先被剥离,围绕着黑洞形成研究人员观察到的紧密的纱球。恒星的其余部分很快跟上,围绕着黑洞加速,并被旋转成巨大的能量和物质喷流,产生独特的明亮闪光。《Live Science》之前报道说,只有1%的恒星被黑洞吞噬了。

这并不是这颗特殊的恒星被黑洞吞噬的情况第一次引起科学界的关注。2021年发表在《自然-天文学》杂志上的一篇研究论文详细介绍了对该事件中被甩出太空的高能中微子的探测。该粒子在砸向南极洲的冰立方中微子观测站之前,飞行了超过7.5亿光年。该粒子的能量是瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机(世界上最强大的粒子加速器)所能达到的10倍。研究人员于3月24日在《皇家天文学会月报》上发表了他们的发现。原文发表于《Live Science》。

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