距地1.5亿光年!这是一颗恒星被黑洞撕裂成碎片的第一个镜头

当黑洞撕裂一颗恒星时,并不是所有的恒星都会被吞没。有些物质会被喷射到一架壮观的喷气式飞机上——现在,我们第一次有了这些喷射之一形成和膨胀的直接图像。

这一事件发生在一对被称为Arp 299的碰撞星系中。Arp 299距离地球约1.5亿光年,每一个星系的核心都有一个超大质量的黑洞。

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利用射电望远镜和红外望远镜,天文学家观察到一颗质量是太阳两倍的恒星,由于过于靠近一个质量超过太阳2000万倍的超大黑洞。

这颗可怜的恒星从来没有机会——黑洞的引力把它撕成碎片,这是一个被称为潮汐扰动事件的特殊过程。这些只是很少被发现——而且从来没有像这样。

“我们以前从来没有能够直接观察到这些事件中的一个的形成和演变,”西班牙格拉纳达安达卢西亚天体物理研究所的天文学家米格尔·佩雷斯-托雷斯说。

大多数时候,黑洞都是静止的,在太空中无所事事。一些东西必须进入它们的引力场才能使它们变得活跃。

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但一旦发生,那将是一场壮观的事件。恒星被拉开,形成一个围绕黑洞赤道的吸积盘。这些物质最终会落入黑洞,强烈的重力和摩擦力使它受热并使它发光。

但并不是所有这些物质都超出了视界。它的一部分通过磁场线从吸积盘的内部流向黑洞的两极,在那里辐射和粒子以接近光速的速度喷射到太空中,形成了典型的喷流。

对这一特殊事件的观察,被称为Arp 299-B AT1,实际上始于2005年。1月30日,位于加那利群岛(Canary Islands)的威廉·赫歇尔(William Herschel)望远镜捕捉到Arp 299星系中心的一束红外辐射。

然后在7月17日,国家科学基金会的长基线阵列捕获了另一个。

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不过,令人震惊的是:在可见光下运行的望远镜看不到它——这意味着Arp 299有厚厚的灰尘,挡住了可见光。

“随着时间的推移,这颗新星体在红外和射电波长下仍然很亮,但在可见光和x射线下却不亮,”芬兰土尔库大学的天文学家塞波·马蒂拉(Seppo Mattila)说。

“最可能的解释是,银河系中心附近厚厚的星际气体和尘埃吸收了x射线和可见光,然后以红外线的形式重新辐射出去。”

在近十年的时间里,天文学家利用红外望远镜和射电望远镜观测到了这一天体。他们看到一个发射向外的高速运动,在一个方向上——就像从相对论射流中所期望的那样。

长期以来,科学家们一直假设潮汐扰动事件可能比我们所知道的要频繁得多。在大多数星系的中心都有一个超大质量的黑洞——更多的黑洞可能被尘埃掩盖,就像Arp 299,甚至是人马座a *,银河系中心的超大质量黑洞。

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Arp 299-B AT1提供了一个机会去了解相对论性喷流是如何形成的,以及超大质量黑洞是如何发展到它们的巨大维度的。但它也提供了可能导致更多潮汐扰动事件的线索。

马提拉说:“由于尘埃吸收了所有可见光,这一特殊的潮汐扰动事件可能只是冰山一角,而在此之前,这些尘埃一直是隐藏的人口。”

“通过使用红外和射电望远镜寻找这些事件,我们可能会发现更多,并从中学习。”

这项研究已经发表在《科学》杂志上。


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