距地1.5億光年!這是一顆恆星被黑洞撕裂成碎片的第一個鏡頭

當黑洞撕裂一顆恆星時,並不是所有的恆星都會被吞沒。有些物質會被噴射到一架壯觀的噴氣式飛機上——現在,我們第一次有了這些噴射之一形成和膨脹的直接圖像。

這一事件發生在一對被稱為Arp 299的碰撞星系中。Arp 299距離地球約1.5億光年,每一個星系的核心都有一個超大質量的黑洞。

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利用射電望遠鏡和紅外望遠鏡,天文學家觀察到一顆質量是太陽兩倍的恆星,由於過於靠近一個質量超過太陽2000萬倍的超大黑洞。

這顆可憐的恆星從來沒有機會——黑洞的引力把它撕成碎片,這是一個被稱為潮汐擾動事件的特殊過程。這些只是很少被發現——而且從來沒有像這樣。

“我們以前從來沒有能夠直接觀察到這些事件中的一個的形成和演變,”西班牙格拉納達安達盧西亞天體物理研究所的天文學家米格爾·佩雷斯-託雷斯說。

大多數時候,黑洞都是靜止的,在太空中無所事事。一些東西必須進入它們的引力場才能使它們變得活躍。

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但一旦發生,那將是一場壯觀的事件。恆星被拉開,形成一個圍繞黑洞赤道的吸積盤。這些物質最終會落入黑洞,強烈的重力和摩擦力使它受熱並使它發光。

但並不是所有這些物質都超出了視界。它的一部分通過磁場線從吸積盤的內部流向黑洞的兩極,在那裡輻射和粒子以接近光速的速度噴射到太空中,形成了典型的噴流。

對這一特殊事件的觀察,被稱為Arp 299-B AT1,實際上始於2005年。1月30日,位於加那利群島(Canary Islands)的威廉·赫歇爾(William Herschel)望遠鏡捕捉到Arp 299星系中心的一束紅外輻射。

然後在7月17日,國家科學基金會的長基線陣列捕獲了另一個。

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不過,令人震驚的是:在可見光下運行的望遠鏡看不到它——這意味著Arp 299有厚厚的灰塵,擋住了可見光。

“隨著時間的推移,這顆新星體在紅外和射電波長下仍然很亮,但在可見光和x射線下卻不亮,”芬蘭土爾庫大學的天文學家塞波·馬蒂拉(Seppo Mattila)說。

“最可能的解釋是,銀河系中心附近厚厚的星際氣體和塵埃吸收了x射線和可見光,然後以紅外線的形式重新輻射出去。”

在近十年的時間裡,天文學家利用紅外望遠鏡和射電望遠鏡觀測到了這一天體。他們看到一個發射向外的高速運動,在一個方向上——就像從相對論射流中所期望的那樣。

長期以來,科學家們一直假設潮汐擾動事件可能比我們所知道的要頻繁得多。在大多數星系的中心都有一個超大質量的黑洞——更多的黑洞可能被塵埃掩蓋,就像Arp 299,甚至是人馬座a *,銀河系中心的超大質量黑洞。

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Arp 299-B AT1提供了一個機會去了解相對論性噴流是如何形成的,以及超大質量黑洞是如何發展到它們的巨大維度的。但它也提供了可能導致更多潮汐擾動事件的線索。

馬提拉說:“由於塵埃吸收了所有可見光,這一特殊的潮汐擾動事件可能只是冰山一角,而在此之前,這些塵埃一直是隱藏的人口。”

“通過使用紅外和射電望遠鏡尋找這些事件,我們可能會發現更多,並從中學習。”

這項研究已經發表在《科學》雜誌上。


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