这个怪物黑洞的喷发的射流能力比太阳释放的能量高1250亿倍

一项新的研究发现,一个尘封的巨大的黑洞撕裂了一颗恒星,恒星被撕裂喷发的超高速射流使得每年释放的能量达到太阳每年释放的能量的1250亿倍。

这是天文学家第一次直接从黑洞中观察到这种射流的形成和演变。这一发现可能有助于天文学家发现许多破坏恒星的新黑洞。

超大质量黑洞的质量是太阳质量的数百万倍,被认为潜伏在大多数(即使不是全部)大型星系的中心。如果一颗恒星靠近这样一个巨大的黑洞,它的强大的引力将在所谓的潮汐破坏事件中撕裂。

这个怪物黑洞的喷发的射流能力比太阳释放的能量高1250亿倍

在两颗相互碰撞的星系Arp 299中,研究人员发现了一个超大质量黑洞的证据,这颗黑洞撕裂了附近的一颗恒星,将其碎片拉入轨道盘并向外喷射强大的粒子射流。背景照片是来自哈勃太空望远镜的碰撞星系的视图;

当一颗黑洞将物质从一颗恒星上撕下时,这种物质就会形成一个旋转的圆盘,在它落入黑洞之前就会发光。先前的研究还表明,粒子射流以极高的速度从这些所谓的吸积盘的极点向外发射。

大多数时候,超大质量黑洞并没有积极吞噬任何东西。迄今为止,天文学家发现的少量潮汐破坏事件为科学家提供了更多了解这些喷气机形成和演变的机会。

2005年1月30日,研究人员首次使用加利利群岛的William Herschel望远镜对来自地球的近1.5亿光年的Arp 299进行了分析。他们在芬兰图尔库大学的共同主要作者Seppo Mattila的研究中发现,来自Arp 299中一个碰撞星系核心的红外光明亮爆发。

2005年7月17日,使用超长基线阵列(VLBA)(一个由数千英里长的10个射电望远镜构成的网络,可以一起工作,本质上就像一个巨大的射电望远镜)科学家在Arp 299中的相同位置发现了一个新的无线电发射源。

这个怪物黑洞的喷发的射流能力比太阳释放的能量高1250亿倍

这个超大质量黑洞破坏了Arp 299系统中的一颗恒星,导致了一个增强的无线电发射区域,表明有一股粒子向外移动。

研究人员最初认为这次爆发是超新星爆炸的一颗恒星,但这一解释与数据不符。近十年来的持续监测表明,无线电发射的来源,被称为Arp 299-B AT1,正向一个方向扩展,就像射流预期的那样,但不是超新星。无线电数据显示,射流中的材料以平均约光速25%的速度向外飞行。超新星的射流平均喷射速度预计最多约为光速的5%。

“我们继续耐心地收集越来越多的数据来辨别这个来源的真实性质,我们的耐心得到了回报,”马蒂拉说。“我们的红外和无线电观测的结合,加上无线电射流的先进模拟以及超大质量黑洞周围灰尘区域的红外发射计算,给我们留下了一个似是而非的解释 - 红外和无线电发射来自超大质量黑洞吞噬了一颗倒霉的恒星,当这颗恒星靠近这个宇宙怪物时。“

科学家说,新发现令人惊讶。Arp 299-B AT1被发现是寻求在碰撞的星系对中探测超新星爆炸的项目的一部分。这个红外线爆发最初被认为是超新星爆炸 - 直到2011年,爆炸发现六年后,Arp 299-B AT1才开始显示出延伸,表明它是一股射流而不是超新星爆发。

研究人员说,在大约十年的时间里,这股射流在红外和无线电波中释放了超过1.5×10^52的能量。这大约是太阳每年释放的能量的1250亿倍。

在VLBA的帮助下,科学家现在“正在目睹射电源如何分解成几个独立的来源,告诉我们射流与其周围介质的相互作用是如何进行的”,Pérez-Torres说。

科学家指出,这一事件在可见光或X射线波长上并不明显,可能是因为气体和尘埃的影响。这可能有助于解释为什么潮汐破坏事件不如理论预测那么明亮,他们补充道。

“我们在尘土飞扬的星系中心有多少类似的事件,为什么只有红外和无线电观测才能发现,但在光学光线中完全看不见?”马蒂拉说。

佩雷斯 - 托雷斯说,这些新发现表明,红外和射电望远镜可能会发现更多潮汐破坏事件,目前为止,很多此类事件都没有被检测到,因为尘埃吸收了它们的可见光。研究人员补充说,这样的事件在早期的宇宙中可能更常见,因此对它们进行调查可能有助于科学家了解新生的宇宙。


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