原標(biāo)題:黑洞如何吞噬恒星,?將其撕扯成碎片并釋放強(qiáng)烈輻射
恒星被撕裂之后產(chǎn)生的物質(zhì)被黑洞吞噬的示意圖。這些物質(zhì)形成了一個(gè)吸積盤,,但由于同時(shí)經(jīng)過(guò)黑洞的物質(zhì)過(guò)多,,導(dǎo)致溫度升高,釋放出大量的光線和輻射(兩個(gè)箭頭),,并且可以在地球上觀測(cè)到,。
新浪科技訊 北京時(shí)間5月31日消息,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,,這是宇宙中最劇烈的事件之一,,當(dāng)恒星太過(guò)靠近星系中央的超大質(zhì)量黑洞時(shí),會(huì)被巨大的引力撕扯成碎片?,F(xiàn)在,,研究人員對(duì)這種特定現(xiàn)象——稱為潮汐撕裂事件(tidal disruption event,簡(jiǎn)稱TDE)又有了新的發(fā)現(xiàn),。
丹麥哥本哈根大學(xué)尼爾斯·玻爾研究所(Niels Bohr Institute)和美國(guó)加州大學(xué)圣克魯斯分校的研究者提出了一個(gè)新的統(tǒng)一模型,,對(duì)近期觀察到的這類極端事件進(jìn)行了解釋。
這項(xiàng)突破性的研究結(jié)果發(fā)表在近期的《天體物理學(xué)雜志通信》(Astrophysical Journal Letters)上,,為這個(gè)快速成長(zhǎng)的研究領(lǐng)域提供了新的理論視角,。共同作者、哥本哈根大學(xué)的恩里科·拉米雷茲-魯伊茲(Enrico Ramirez-Ruiz)說(shuō):“最近十年,,我們才開始能將潮汐撕裂事件去其他星系現(xiàn)象區(qū)別開來(lái),,而新模型將為我們提供基本框架,,更好地理解這些罕見事件?!?/p>
這張藝術(shù)想象圖顯示了圍繞巨型黑洞的時(shí)空漣漪。
在大多數(shù)星系中,,中央黑洞往往十分沉寂,,在吞噬物質(zhì)方面并不活躍,因此也不會(huì)釋放出任何光線,。潮汐撕裂事件十分罕見,,在典型星系中大約1萬(wàn)年才發(fā)生一次。然而,,如果一顆倒霉的恒星太過(guò)靠近,,被黑洞撕裂的話,黑洞會(huì)吞進(jìn)大量的恒星碎片,,并釋放出強(qiáng)烈的輻射,。
“了解物質(zhì)如何在這樣極端的條件下進(jìn)入黑洞,是一件很有趣的事情,,”論文第一作者,、哥本哈根大學(xué)助理教授Jane Lixin Dai說(shuō),“在黑洞吞噬恒星氣體的同時(shí),,會(huì)釋放大量的輻射,。我們能觀察到這些輻射,而利用觀察結(jié)果,,我們就能了解其中的物理學(xué)過(guò)程,,并計(jì)算黑洞的特征。因此,,搜尋潮汐撕裂事件是非常有意思的,。”
盡管科學(xué)家推測(cè),,所有潮汐撕裂事件中發(fā)生的物理學(xué)過(guò)程應(yīng)該都一樣的,,但就目前觀察到的二十多次事件中,呈現(xiàn)出來(lái)的黑洞特征有著巨大差別,。有些黑洞主要釋放X射線,,另一些則主要釋放可見光和紫外線。
理論物理學(xué)家一直在努力理解這種多樣性,,并將這一難題的不同方面組合成一個(gè)連貫的模型,。新模型從觀察者的視角解釋了觀察結(jié)果的差異,?!斑@就像有張面紗覆蓋了一只野獸的某些部分,,”拉米雷茲-魯伊茲解釋道,“從某些角度,,我們看到的是一整只野獸,,但從其他角度看,野獸又被遮住了,。同樣一只野獸,,但給我們的感覺是不一樣的?!?/p>
Jane Lixin Dai等研究者開發(fā)的這一模型結(jié)合了包括廣義相對(duì)論,、磁場(chǎng)、輻射和氣體流體動(dòng)力學(xué)等在內(nèi)的多個(gè)要素,。
超大質(zhì)量黑洞是星系中央密度極大的區(qū)域,其質(zhì)量可達(dá)太陽(yáng)的數(shù)十億倍,。它們會(huì)導(dǎo)致時(shí)空下陷(想象圖),,即使光線也無(wú)法逃脫其引力。
什么是黑洞,?
黑洞的密度極大,,以至于沒有任何形式的輻射——即使是光——能夠逃脫它們的引力。在巨大的引力作用下,,黑洞能將塵埃和氣體聚攏在周圍,。科學(xué)家推測(cè),,黑洞的巨大引力可能就是星系中的恒星圍繞運(yùn)轉(zhuǎn)的原因,。不過(guò),黑洞的起源一直是未解的謎題,。
天文學(xué)家認(rèn)為,,黑洞可能是巨大的塵埃云團(tuán)——比太陽(yáng)大10萬(wàn)倍——塌縮形成的。許多這樣的黑洞不斷融合,,最終形成更加龐大的超大質(zhì)量黑洞,,后者在所有已知的大型星系中央都有發(fā)現(xiàn)。
另一方面,,超大質(zhì)量黑洞也可能來(lái)源于巨型恒星——質(zhì)量可達(dá)太陽(yáng)的100倍,。在燃料耗盡之后,巨型恒星可能會(huì)塌縮形成黑洞,。巨型恒星死亡之后也可能形成超新星,,這是一種劇烈的爆發(fā)過(guò)程,,能將物質(zhì)從恒星外層拋射到太空深處。(任天)