無助恆星被黑洞 「消化」,天文學家們首次捕捉到了這一血淋淋的場面


撕成細絲,像毛線球一樣纏繞在自己身上。(NASA//CXC/M. Weiss)

【明德網李文涵綜合編譯】這位不幸的明星被撕成了碎片。家首次瞥見了一顆恆星被超大質量黑洞撕碎時的 「碎片化」。

在過於接近一個巨大的黑洞–距離地球7.5億光年,重量是我們太陽質量的3000萬倍–之後,這顆不幸的恆星被黑洞的引力所捕獲并吞噬。

黑洞是混亂的食客,喜歡和它們的食物玩耍。當它拉近這顆恆星時,黑洞的引力產生了強大的潮汐力,將這顆恆星拉伸成一個長條形,併產生了地球上的望遠鏡所探測到的明亮的閃光、X射線和無線電波。

儘管幾十年來已經發現了像這樣的爆發,並將其歸結為 「碎片化」,但直到最近,一組在荷蘭SRON空間研究所和同樣位於荷蘭的拉德堡大學工作的研究人員才觀察到一顆正在圍繞黑洞碎片化的恆星。

研究人員通過發現黑洞極點周圍不尋常的吸收線模式捕捉到了這個圖像。它顯示了一條長長的線,像毛線球一樣圍繞著黑洞纏繞了許多次。通常,吸收線(當物質吸收非常特定波長的光時,在光譜中觀察到的空隙)只有在我們觀察黑洞的赤道時才能發現,赤道是黑洞旋轉的線路,也是稱為的物質流運行的地方。在其中一個極點看到吸收線使科學家們得出結論,他們看到的是一顆剛被粉碎的恆星的碎片化殘餘物。

「此外,吸收線很窄。多普勒效應並沒有像你所期望的那樣擴大它們,當你看到一個旋轉的圓盤時」,主要作者Giacomo Cannizzaro,SRON的一名博士生,在一份聲明中說。多普勒效應描述了發射或吸收的光的波長的變化,取決於光源是向觀察者移動還是遠離觀察者)。沒有看到這種轉變意味著這些物質並沒有圍繞黑洞運行–這是一個重要的線索,表明研究人員不僅僅是在看另一個吸積盤。

麵條化的發生是由於一個物體在接近黑洞時經歷的重力急劇增加。這種效應是如此明顯,以至於一個宇航員腳先落入黑洞時,他們的腿會比他們的頭更有力地被吸進去,把他們拉成一長串人肉麵條。

對於一顆恆星來說,這個過程的戲劇性也不小。恆星的外層大氣首先被剝離,圍繞著黑洞形成研究人員觀察到的緊密的紗球。恆星的其餘部分很快跟上,圍繞著黑洞加速,並被旋轉成巨大的能量和物質噴流,產生獨特的明亮閃光。《Live Science》之前報道說,只有1%的恆星被黑洞吞噬了。

這並不是這顆特殊的恆星被黑洞吞噬的情況第一次引起科學界的關注。2021年發表在《自然-天文學》雜誌上的一篇研究論文詳細介紹了對該事件中被甩出太空的高能中微子的探測。該粒子在砸向南極洲的冰立方中微子觀測站之前,飛行了超過7.5億光年。該粒子的能量是瑞士日內瓦附近的大型強子對撞機(世界上最強大的粒子加速器)所能達到的10倍。研究人員於3月24日在《皇家天文學會月報》上發表了他們的發現。原文發表于《Live Science》。

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