恒星|逃家的恒星可能是导致黑洞消失的罪魁祸首


恒星|逃家的恒星可能是导致黑洞消失的罪魁祸首
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天文学家们困惑地看着一个超大质量黑洞的日冕迅速消失 , 直到几个月后才重新出现 。 最新研究表明 , 这一奇怪的事件是由一颗失控的恒星引起的 。
概念图:圆盘状的热气和X射线(显示为蓝白色)包围着的特大质量黑洞(supermassive black hole) 。 粉色的条纹展示了被黑洞撕碎的偏离轨道的恒星的残片正落入黑洞 。 图片来源:美国航天局/加州理工学院喷气推进实验室(NASA/ JPL-Caltech)
两年前 , 天文学家看到了令人困惑的一幕 。 特大质量黑洞的“洞冕”快速在视野里变淡、消失 , 在数月后才重新出现 。 新研究显示 , 这个奇怪的现象可能源于一颗“离家出走”的恒星 。
特大质量黑洞位于银河系的中央 , 他们和普通黑洞一样会吸走一切光 。 因此 , 它们常被被称为吸积盘的环状旋转气体包围 , 这会使它们周围看起来闪闪发光 。
“洞冕”来自高能粒子产生的 X 射线光 , 它无视了超大质量黑洞足以吸走一切的力量 , 因此我们在地球上也可以探测到其辐射 。
【恒星|逃家的恒星可能是导致黑洞消失的罪魁祸首】
2018年 , 位于约 1 亿光年外一星系核心处的超大质量黑洞1ES 1927+654的日冕消失了 。
这篇新论文的共同作者、麻省理工学院物理学助理教授艾琳·卡拉 (Erin Kara) 在一份新闻稿中解释说:“我们预计 , 发生如此大的亮度变化应该需要数千到数百万年 。 但在这个物体中 , 我们看到其亮度一年内下降了10000个单位 , 甚至在8小时内上下波动了 100 倍 。 这种情况我们闻所未闻 , 非常令人难以置信 。 ”
概念图:被破坏的日冕和将黑洞与吸积盘分开的间隙 。图片来源:美国航天局/加州理工学院喷气推进实验室
然后 , 在接下来的几个月里 , X 射线“洞冕”重新出现在视野中 , 并恢复了从前的亮度 。 卡拉说 , 这是“我们第一次看到‘洞冕’消失后又自己恢复 , 而且我们实时观测到了这一过程 。 ”
重要的是 , 正如《天体物理学杂志快报》(Astrophysical Journal Letters)上的新论文所述 , 天文学家在“洞冕”开始变暗的前一刻 , 探测到了一个异常明亮的闪光 。 根据全星域超新星自动搜索器(All-Sky Automated Survey for Super-Novae , 简称ASSA-SN)的记录 , 这次闪光比该星系的正常亮度大约亮 40 倍 。 注意到这一事件后 , 位于其他天文台几个天文学家也开始用其他波长(包括光学和紫外线)观测并研究这个活动星系核(active galactic nucleus) 。
黑洞的“洞冕”是在这次较为强烈的爆发后才开始从视野中消失的 。 最后 , 正如卡拉在麻省理工学院的新闻稿中所说:“我们无法再探测到它 。 这种情况我们见所未见” 。
正如新论文所述 , 黑洞的“消失”是因为它不再吞噬附近的物质 , 可以说 , 它的食物供应被突然切断了 。 研究人员提出了一个理论以解释这点 , 即一颗恒星撞上了黑洞 。
依照理论 , 这颗任性的恒星因为某种原因被撞出其正常轨道冲向了黑洞 , 它被黑洞巨大的引力撕裂成碎片并被抛洒在吸积盘上 。 这种快速移动的碎片随后驱散了一些气体 , 在黑洞和吸积盘间制造了一个临时间隙 。
该论文的主要作者 , 智利圣地亚哥迭戈波塔莱斯大学(Diego Portales University , Santiago of Chile)的天文学家克劳迪奥·里奇(Claudio Ricci)在美国宇航局的一份声明中说:“我们很少在黑洞吸积过程中看到这样的变化 。 这太奇怪了 , 起初我们以为可能是数据有问题 。 当我们知道这个现象是真的的时候 , 我们兴奋极了 。 但我们也不知道这是什么情况;和我们沟通过的人中 , 没有一个人见过这样的事情 。 ”
根据该理论 , 这一空隙最终合上了 , 且“洞冕”也恢复了活动 。
“逃家恒星”假说与观察结果非常吻合 , 但它并非如此简单 。 比如 , 天文学家无法解释为什么“洞冕”会突然变暗 , 而非逐渐变暗 。 而且 , 我们还需要考虑黑洞磁场线的作用 , 它可能在制造和维持高能“洞晕”方面发挥了重要作用 。