一颗恒星如何变成一根意面

  编译:雷丰图

  参考文章:https://www.space.com/spaghettified-star-observed-near-black-hole

  校对:牧夫天文校对组

  排版:雷丰图

  后台:库特莉亚芙卡、李子琦、徐⑨坤、胡永葳

  近来天文学家首次在一个超大质量黑洞周围发现了大量丝状物质,这表明一颗被黑洞引力困住的恒星刚刚被 "意面化 ",它正在被摧毁。

  天文学家认为,这是一种被称为潮汐撕裂效应作用下的现象,其原因在于:黑洞施加在恒星靠近一侧的引力相对较强。黑洞首先将恒星撕裂,然后吸进它的"肚子",这个过程中恒星被拉扯成一条长丝。

  此前也有过相似的现象,即一颗恒星因过于靠近星系中心而暴毙的事件。但是天文学家只能通过偶尔观察到的来自超大质量黑洞短暂的、爆发性的电磁辐射来确认此类型事件的发生。

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  在被吞噬的过程中,恒星物质形成的星际尘埃也会对发散出的电磁辐射形成阻隔,导致很难观测该类型事件产生的电磁辐射

  Credit: NASA / CXC / M. Weiss

  直到现在,科学家们才“看”到黑洞附近的一颗恒星会被拉成丝线的证据。在3月24日发表在《皇家天文学会月刊》上的这项新研究中,来自荷兰空间研究所(SRON)和荷兰拉德堡大学的一个天文学家小组在一个遥远的黑洞两极周围的光谱吸收线中成功地探测到了这样一个正在瓦解的恒星。

  吸收线是在一个源(在这里是指黑洞)发射的电磁辐射连续光谱中检测到的异常暗线。当吸收部分电磁辐射的物质(在本例中为瓦解后的恒星)遮挡住源头时,这些线就会出现。

  天文学家们在观察黑洞时观察到了光谱吸收线。在4月23日的一份声明中指出,这意味着有一缕物质像线球一样包裹着黑洞。研究小组认为,这就是被撕裂的恒星在黑洞周围运行,直到消失在黑洞内部。

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  图中的暗线即为吸收线

  Credit: CAS

  已知在黑洞周围存在着一个吸积盘。圆盘由被黑洞吸引但尚未吞噬的物质组成,它以非常高的速度围绕黑洞运行,在这个过程中放射出热量、X射线和伽马射线。

  然而,该研究的作者声称,他们所看的物质并非吸积盘的一部分。

  "吸收线很窄,"论文的主要作者贾科莫·坎尼扎罗(Giacomo Cannizzaro)说。"他们没有被多普勒效应改变,就像你在观察一个旋转盘时所期望的那样。"

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  多普勒效应

  credit:EMR

  多普勒效应是由吸积盘中物质的快速运动引起的,它使电磁波拉长或缩小,这取决于信号源是朝向还是远离观察者。但观测结果并没有发现这种多普勒效应下的变化,因而推测我们就在黑洞自转轴延伸方向。

  此外,另一个我们正对着黑洞一极的证据是:科学家可以探测到X射线。吸积盘是黑洞系统中唯一发射该辐射的部分。如果我们是在边上,我们就不会看到吸积盘的X射线。

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  艺术家描绘超大质量黑洞从邻近的星体上抽走物质

  Credit:Wikipedia

  超大质量黑洞比太阳重几百万甚至几十亿倍,被认为潜伏在大多数星系的中心。它们经过数十亿年的成长,吞噬了落入其引力怀抱的一切。天文学家通过它们在吞噬周围的气体和物质时发出的明亮X射线来推测他们的存在。

  在星系中心部分运行的恒星偶尔可能会徘徊在黑洞附近,以至于被黑洞的引力困住。它们被拉得离黑洞越来越近,并最终以碎片化的方式过早地死去。

『天文时刻』 牧夫出品

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(Image Credit: ESO/M. Kornmesser )

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