早在 2021 年 3 月,人们就看到一颗距离我们 2.5 亿光年的星系中的恒星经历了可怕、可怕、糟糕、非常糟糕的一天。
当它被吸进一个超大质量的重力井时,它就在那里,专注于自己的事情,并被撕成碎片。我们之所以知道这一点,是因为当该事件发出的光在宇宙中闪耀时,多个望远镜从地球上看到了它。
这是有史以来第五次最接近的此类事件(称为潮汐破坏事件),获得的大量数据可以帮助科学家更好地了解如何'喂养'。
“潮汐破坏事件是一种宇宙实验室,”天文学家苏维·杰扎里说太空望远镜科学研究所。 “它们是我们实时了解潜伏在星系中心的巨大黑洞的窗口。”
潮汐破坏事件相当罕见,但我们已经看到足够多的事件,可以相当详细地了解当恒星偏离黑洞太近时会发生什么。一旦恒星陷入黑洞的引力场中,潮汐力拉伸并拉动它直到它分开(这是“破坏”部分)。
然后,被肢解的恒星的内部以混乱的方式围绕黑洞流动,与自身碰撞并产生以多种波长发光的冲击波。这个过程不是瞬时的,但可能需要数周或数月的时间,并且黑洞会吞噬恒星碎片。
碎片在黑洞周围形成一个轨道盘,从内缘掉落(或“吸积”)到黑洞上。当物质落入黑洞时,吸积盘的内边缘和黑洞的事件视界之间会形成一种称为日冕的结构。
这是一个由灼热电子组成的区域,被认为是由黑洞磁场提供动力的,黑洞磁场的作用就像同步加速器一样,将电子加速到如此高的能量,使其在 X 射线波长下发出明亮的光芒。
然后,强大的等离子体射流从黑洞的极地区域发射出来,向相反的方向喷射日冕物质,有时甚至以接近光速的速度喷射。这些天体物理喷流被认为是当物质沿着黑洞事件视界外的磁场线加速时形成的。当它到达两极时,就会爆炸。
并非所有潮汐破坏事件都会观测到日冕和急流,但当它们确实发生时,它们通常会同时出现。因此,当兹威基瞬变设施于 2021 年 3 月 1 日捕捉到潮汐破坏事件的明亮闪光(随后命名为 AT2021ehb)时,NASA 将其更好X射线观测站及其斯威夫特天文台(X 射线、伽马射线和紫外线辐射)观察事件的演变,希望捕捉到一些有趣的东西。后来,在兹威基探测到 300 天后,X 射线天文台努星加入了乐趣。
该事件在 430 天的时间里发出的 X 射线、紫外线、光学和无线电光表明,罪魁祸首是一个质量约为太阳 1000 万倍的黑洞。到目前为止还算正常。
但是,嗯,有些奇怪的事情。任何天文台都没有检测到喷流的迹象。然而 NuSTAR 的观测结果揭示了日冕的存在。还有这个诡异的科学家们表示,这种差异非常令人兴奋。
“我们从未见过在没有喷流存在的情况下发生像这样的带有 X 射线发射的潮汐破坏事件,这真的很壮观,因为这意味着我们有可能解开导致喷流和日冕的原因,”天文学家姚雨涵说加州理工学院。
“我们对 AT2021ehb 的观察结果与磁场与日冕形成有关的观点一致,我们想知道是什么导致磁场变得如此强大。”
AT2021ehb 等目标为实时研究吸积盘和日冕的形成和演化提供了优秀的实验室;哪里有一个,哪里就可能有更多。研究人员希望他们将来能够发现更多此类潮汐破坏事件,从而找到磁场在日冕和喷流形成中所起作用的答案。
2.5亿年前对于一颗恒星来说糟糕的一天对于人类天文学家来说却是非常非常好的一天。
该研究发表于天体物理学杂志。