4.8亿光年外黑洞“杀人诛心”,钻入恒星中心,形成另一种超新星
超新星爆发是宇宙中最剧烈的一种现象 , 它所释放的能量相当于太阳在100亿年岁月中所释放的能量总和 。 这样巨大的能量不仅可以将自己的物质以光速1/10的惊人速度炸到宇宙空间 , 甚至使其亮度超过整个星系!
在此之前 , 科学家们已经发现了几种不同形式的超新星 。 最近 , 他们又发现了一种全新的超新星形式 。 令人惊讶的是 , 这种超新星爆发 , 竟然和宇宙中另一种恐怖的天体有关 , 那就是黑洞 。
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2017年 , 科学家们在甚大望远镜阵列巡天(VLASS)项目中 , 发现了这种超新星 。 当时他们正在进行无线电勘测 , 突然在宇宙中发现了一个极其明亮的射电源 。 在此前利用该设备的观测中 , 并没有这个射电源的记录 , 可见它是刚刚出现的 。
【4.8亿光年外黑洞“杀人诛心”,钻入恒星中心,形成另一种超新星】科学家随后利用甚大望远镜和凯克望远镜两大设备对这里进行了观测 , 证明了这个射电源是真实存在的 。 而且 , 这个射电源的特征 , 和一颗超新星向外扩散的物质与周围的气体及尘埃相互作用的特征相一致 。
具体来说就是 , 当超新星抛射出来的物质撞入这些星际气体和尘埃的“怀抱”中时 , 就会产生非常耀眼的电磁辐射 , 以至于隔着遥远的宇宙空间都能够被我们观测到 。 加州理工学院的天文学家们经过仔细的观测 , 最终将其来源锁定在了一个距离我们4.8亿光年的矮星系VTJ121001+4959647上 。
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接下来 , 他们又对这片区域的历史数据进行了查询 , 以确定这个星系到底是从什么时候开始变量的 。 最终 , 在国际空间站上的全天空X射线图像监测仪(MAXI)观测的数据中 , 他们发现了与此相关的软X射线 。
通过这些观测数据 , 科学家们能够对这颗超新星的历史追根溯源 。 他们发现 , 形成这颗超新星的恒星并不是孤独的恒星 , 而是位于一个双星系统中 。 并且 , 随着它逐渐走到生命的尽头 , 其物质也不断地被自己的同伴所吞噬 。
这种现象在宇宙中并不罕见 , 在双星系统中 , 当一颗恒星进入演化末期时 , 经常就会出现轨道衰减、也就是两颗恒星逐渐靠近的情况 。 由于距离更近了 , 引力也就更强 , 于是恒星之间物质的转移就不可避免了 。
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尤其是在一个包含白矮星的双星系统中 , 更容易见到这样的情况 。 白矮星是一种致密星 , 是由质量不足太阳8倍的恒星在死亡后形成的天体 , 其密度非常惊人 , 引力也非常大 。 当拥有白矮星的双星系统中的另一颗恒星也走完了主序星阶段 , 膨胀为红巨星 , 其物质就很容易被白矮星吸走 , 甚至导致白矮星发生热核爆炸 , 这就是所谓的Ia型超新星 。
当然了 , 还有比白矮星更重的天体 , 那就是中子星和黑洞 , 分别是由质量在太阳8-30倍之间和超过太阳30倍的恒星通过超新星爆发形成的 。 那么 , 这次观测到的超新星爆发 , 是源自于黑洞或者中子星吗?是 , 也不是 。
说它是 , 是因为这个过程的确有黑洞或中子星的参与 。 说它不是 , 是因为其形成的模式绝非此前我们所见到过的任何一种形式的超新星爆发 。
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研究团队指出:在一开始 , 这个双星系统中包含了两颗恒星 , 二者在质量上有所差异 。 我们知道 , 大质量的恒星反而寿命比较短 , 所以那颗巨大的恒星首先走到了生命的尽头 , 爆发为超新星 , 内核则坍缩成了一个黑洞或者中子星 。
在接下来的岁月里 , 这颗致密星不仅仅是像其他的同类一样从伴星身上攫取物质 , 而是和伴星发生轨道的衰减 , 二者螺旋式地相互靠近 。 在这个过程中 , 那颗原本还没走到生命尽头的恒星提前迎来了命运的终点 , 它的物质被这颗致密星的引力拉出来 , 并且甩到了周围的宇宙空间 , 在它们周围形成了一个巨大的物质环 。 从我们观测到的角度来讲 , 这个过程大约开始于300年前 。
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然后 , 两颗天体继续靠近 。 最终 , 这颗致密星竟然直接闯入了伴星的“心脏” , 开始了疯狂的吞噬 。
由于致密星的闯入 , 恒星的一切都改变了 。 原本核心处进行着核聚变 , 如今也被打断了 , 以至于原本向外辐射的压力消失 , 无法抵抗自身的引力 , 于是发生了坍缩 。 在坍缩的同时 , 这些物质还会在致密星的周围形成一个明亮的吸积盘 , 同时还会向宇宙中射出高能的喷流 , 一直射到非常远的地方 。
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