一顆恆星如何變成一根意麪_風聞
观察者网用户_244575-2021-05-11 08:17
編譯:雷豐圖
參考文章:https://www.space.com/spaghettified-star-observed-near-black-hole
校對:牧夫天文校對組
排版:雷豐圖
後台:庫特莉亞芙卡、李子琦、徐⑨坤、胡永葳
近來天文學家首次在一個超大質量黑洞周圍發現了大量絲狀物質,這表明一顆被黑洞引力困住的恆星剛剛被 “意麪化 “,它正在被摧毀。
天文學家認為,這是一種被稱為潮汐撕裂效應作用下的現象,其原因在於:黑洞施加在恆星靠近一側的引力相對較強。黑洞首先將恆星撕裂,然後吸進它的"肚子”,這個過程中恆星被拉扯成一條長絲。
此前也有過相似的現象,即一顆恆星因過於靠近星系中心而暴斃的事件。但是天文學家只能通過偶爾觀察到的來自超大質量黑洞短暫的、爆發性的電磁輻射來確認此類型事件的發生。

在被吞噬的過程中,恆星物質形成的星際塵埃也會對發散出的電磁輻射形成阻隔,導致很難觀測該類型事件產生的電磁輻射
Credit: NASA / CXC / M. Weiss
直到現在,科學家們才“看”到黑洞附近的一顆恆星會被拉成絲線的證據。在3月24日發表在《皇家天文學會月刊》上的這項新研究中,來自荷蘭空間研究所(SRON)和荷蘭拉德堡大學的一個天文學家小組在一個遙遠的黑洞兩極周圍的光譜吸收線中成功地探測到了這樣一個正在瓦解的恆星。
吸收線是在一個源(在這裏是指黑洞)發射的電磁輻射連續光譜中檢測到的異常暗線。當吸收部分電磁輻射的物質(在本例中為瓦解後的恆星)遮擋住源頭時,這些線就會出現。
天文學家們在觀察黑洞時觀察到了光譜吸收線。在4月23日的一份聲明中指出,這意味着有一縷物質像線球一樣包裹着黑洞。研究小組認為,這就是被撕裂的恆星在黑洞周圍運行,直到消失在黑洞內部。

圖中的暗線即為吸收線
Credit: CAS
已知在黑洞周圍存在着一個吸積盤。圓盤由被黑洞吸引但尚未吞噬的物質組成,它以非常高的速度圍繞黑洞運行,在這個過程中放射出熱量、X射線和伽馬射線。
然而,該研究的作者聲稱,他們所看的物質並非吸積盤的一部分。
“吸收線很窄,“論文的主要作者賈科莫·坎尼扎羅(Giacomo Cannizzaro)説。“他們沒有被多普勒效應改變,就像你在觀察一個旋轉盤時所期望的那樣。”

多普勒效應
credit:EMR
多普勒效應是由吸積盤中物質的快速運動引起的,它使電磁波拉長或縮小,這取決於信號源是朝向還是遠離觀察者。但觀測結果並沒有發現這種多普勒效應下的變化,因而推測我們就在黑洞自轉軸延伸方向。
此外,另一個我們正對着黑洞一極的證據是:科學家可以探測到X射線。吸積盤是黑洞系統中唯一發射該輻射的部分。如果我們是在邊上,我們就不會看到吸積盤的X射線。

藝術家描繪超大質量黑洞從鄰近的星體上抽走物質
Credit:Wikipedia
超大質量黑洞比太陽重幾百萬甚至幾十億倍,被認為潛伏在大多數星系的中心。它們經過數十億年的成長,吞噬了落入其引力懷抱的一切。天文學家通過它們在吞噬周圍的氣體和物質時發出的明亮X射線來推測他們的存在。
在星系中心部分運行的恆星偶爾可能會徘徊在黑洞附近,以至於被黑洞的引力困住。它們被拉得離黑洞越來越近,並最終以碎片化的方式過早地死去。
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(Image Credit: ESO/M. Kornmesser )