黑洞在“天籁之战”中撕毁恒星

zyby

天文学家观测到一个黑洞拖拽一颗爆炸的恒星，层层剥掉这颗恒星直到它的死亡。他们原来想要搜索一颗爆炸的超新星，却意外地发现一个超大质量的黑洞正在无情地吞灭一颗流浪的、“误入歧途”的恒星，它“意外”地落入黑洞强大引力的“魔爪”，再无“生还”的可能。天文学家希望这一惊奇的发现能够帮助他们了解数十亿年前星系演变的环境。星系中心超大质量的黑洞通过吞噬更多的物质“做强做大”，黑洞本身“漆黑一团”，却驱动了周围天体的运动，在黑洞周围形成最明亮的天体，黑洞本身不喷射物质，却将巨量“难以消化”的物质向外喷射，在垂直于吸积盘中心的上下方向对外喷发最明亮的光束，光波覆盖整个电磁光谱的范围，向外喷发的物质粒子接近光速。

超大质量的黑洞在多数时期并不活跃，天文学家有时靠一些想象不到的运气来见证超大质量黑洞吞食一个天体的现象。一支国际化的天文小组依靠集体的智慧，“窥见”了正在发生碰撞的被称之为Arp299的星系，一个潜藏在星系中心的超大质量黑洞正在“不顾一切”地撕毁周围的一颗恒星。当他们希望捕获一颗超新星的爆发时，却发现了黑洞撕裂恒星的“惊险一幕”，事件本身和事件发现的过程富有戏剧性色彩。天文小组由芬兰的图尔库大学和西班牙的安达卢西亚天体物理研究所的研究人员主导，26个研究机构的36名科学家参入项目的研究活动，其中包括英国焦德雷尔·班克天体物理中心的科学家，他们使用世界各地的射电望远镜，第一次绘制出快速移动的喷射物质的形成和扩展图像。当超大质量的黑洞撕裂周围一颗不幸的恒星时产生物质的喷射，这种事件被称之为“潮汐瓦解”（TDEs），它们属于非常少见的天文奇观。

天文学家之前发现过注定死亡的恒星被附近的黑洞拖动和撕裂的瓦解事件，从恒星剥离的物质转化为黑洞周围旋转的吸积盘，这一过程伴随强烈的可见光和X—射线的发射，从恒星剥离的物质也被认为转化为黑洞的物质喷射，从垂直于黑洞吸积盘旋转轴的两端以接近光速向外喷射物质，形成“超级光柱”。2005年1月，天文学家第一次发现黑洞从伴随的恒星上拖拽物质，当时的天文学家发现一种红外线波段的明亮闪耀，红外线的辐射源来自碰撞星系Arp299其中之一的核球，这个正在发生碰撞合并的星系距离地球大约1.5亿光年。之后的射电波段观测显示，射电源和之前发现的红外线源属于同一个辐射源。在随后的跟踪观测中，天文学家使用了世界上最强大的望远镜，依然明亮的辐射源只能在红外线和射电波段观测到，却不能在可见光和X—射线波段探测到，这表明碰撞星系中心其中之一的波源被笼罩在厚厚的尘埃中，灰尘吸收了可见光和X—射线，却允许更长波段的红外线和射电波的穿透。

天文小组使用了加纳利群岛的光学望远镜和美航局的斯皮策太空望远镜，对红外线波源进行了跟踪观测。值得一提的是在随后大约十年的观测中，天文学家使用甚长基线干涉的射电观测技术，他们通过“遥控指挥”将世界上许多最强大的射电望远镜连接在一个超级系统中，其中包括欧洲的VIBI和英国的MERLIN望远镜，国际天文合作的同时性观测取得了丰硕成果。极高分辨率的图像揭示了黑洞的喷射就像理论预期的一样，黑洞向两极方向喷射物质的平均速度达到了光速的四分之一。潮汐瓦解事件构成了黑洞生命周期的一段插曲，科学家相信这一事件的发生在遥远的星系更为普遍。

在相对近的本地星系发现黑洞瓦解恒星的事件，科学家获得了意义不同的难得机会，他们能够更好地了解黑洞喷射物质的形成和演变机理。天文学家之前发现了少数黑洞潮汐瓦解的天文事件，这些事件大多数通过光学望远镜得以发现，而在碰撞星系Arp299的情形中，事件的波源被裹上一层层的灰尘，不可能通过光学望远镜来发现辐射源的存在。在星系Arp299中心其中之一的超大质量黑洞发生了引力瓦解恒星的罕见事件，这不可能是一个特例，只要条件类似，在其它星系“窝藏”的超大质量黑洞同样可能将“路过”的恒星撕成碎片，将剥离的恒星物质吸入黑洞的吸积盘，或者转变为黑洞瞬间的剧烈喷发，

科普编译：2018-7-3
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本文选自：今日头条
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