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巨变中的宇宙:超级黑洞吞噬恒星

2018年06月17日 7:19 PDF版 分享转发

文:萧路 来源:正见网

图:Arp 299及中心吞噬想象图。Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF; NASA, STScI

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超大质量黑洞是指有上百万太阳质量的巨型黑洞。这种黑洞一般位于星系中心。理论预测,如果有星体太靠近黑洞的话,可能会被黑洞的强大引力撕碎,进而被黑洞吞噬。由于恒星的能量很高,黑洞在吸积恒星碎片过程中会积累大量能量,发出近光速等离子体喷流。目前虽然已经有数个被怀疑是黑洞吞噬恒星的现象,但是最决定性的证据—突然出现的等离子体喷流—还未能清晰确定。

2018年6月14日,由芬兰图尔库大学(University of Turku)的Seppo Mattila博士领导的研究小组在《科学》杂志上发表论文,找到了等离子体喷流的观测证据。研究者使用包括超长基线望远镜阵(VLBA)在内的数个观测设施跟踪观测了一对正在对撞的星系Arp 299。Arp 299位于北天球大熊座,距地球1.3亿多光年。2005年,科学家发现在Arp 299对撞过程中,其中一个星系的中心黑洞突然发出了明亮的红外辐射。半年后,超长基线望远镜阵发现了一个新出现的射电辐射区域。因此科学家怀疑这可能是中心黑洞吞噬了一个恒星。但在当时还无法判断是否有喷流产生。经过了十多年的跟踪观测,研究者终于确认射电辐射区域是沿着一条直线膨胀的。因此,它必然是等离子体喷流。通过分析,研究者估计中心黑洞大约有两千万太阳质量,而被吞噬的恒星质量大约是太阳的两倍。

现在理论认为,即使是超大质量黑洞,它的引力半径其实并不大,一般还不到水星到太阳的距离。这在浩瀚的当中小的微不足道。然而在宇宙巨变的过程中,恒星也有可能掉进黑洞引力范围被撕碎吃掉。这些惊人的现象很可能只是遥远宇宙中正在发生的巨变的冰山一角。

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