光线经过超过 85 亿年到达我们这里,是一颗垂死恒星的最后一口气。吞下了它。
两个独立的科学家小组确定,2022 年 2 月天空中出现的神秘微光(名为 AT2022cmc)是当破碎的恒星消失在事件视界之外时从巨大黑洞中喷发的天体物理喷流。
对我们来说,在现场捕捉到这样的食物是非常罕见的,而 AT2022cmc 现在是我们见过的最远的距离。
“科学家们最后一次发现这些喷流已经是十多年前了,”天文学家迈克尔·考夫林说美国明尼苏达大学双城分校。
“根据我们掌握的数据,我们可以估计只有 1% 的破坏性事件会发射相对论性喷流,这使得 AT2022cmc 的发生极为罕见。事实上,该事件发出的闪光是有史以来观测到的最亮的闪光之一。”
我们的野生宇宙中发生了很多事情,还有很多遭遇和事件? 超新星,、恒星碰撞、致密双星中的相互作用以及黑洞的疯狂吞噬? 它们是不可预测的,会喷出暂时的耀斑,在浩瀚的太空中闪耀,然后消失。
只有通过密切监测大片天空,我们才能捕捉到这些巨大但短暂的宇宙事件的光芒。
二月份,兹威基瞬态设施就捕捉到了这样的耀斑。 世界各地和太空中的另外 20 个望远镜立即开始行动,捕捉到了随后几天和几周内突然发生的大火的大量数据。
从这些丰富的信息中,研究人员团队? 由考夫林和马里兰大学天文学家伊戈尔·安德烈奥尼共同领导? 确定该事件是潮汐破坏事件造成的。 肇事者? 一个快速旋转的超大质量黑洞,质量约为太阳的 5 亿倍,以每年半个太阳的速度吞噬恒星物质。
潮汐破坏事件非常严重; 当一颗恒星距离黑洞太近时,它们就会发生。 黑洞引力场中的潮汐力拉伸了恒星,用力将其拉扯得四分五裂。 然后恒星碎片落入黑洞。
这个过程产生的耀斑会随着时间的推移而减弱,但如果它足够亮,我们可以从地球上检测到它。
这并不是天文学家从 AT2022cmc 看到的光产生的原因。
“前三天情况看起来很正常。然后我们用 X 射线望远镜观察,发现光源太亮了,”天文学家 Dheeraj Pasham 说麻省理工学院的,他领导了第二篇论文。
“这一特殊事件的威力比最强大的伽马射线爆发余辉还要强 100 倍。这是一件非同寻常的事情。”
分析表明,光的形成原因是天体物理喷流。 当黑洞进食时,有时并非所有围绕它旋转的物质最终都会超出事件视界。
视界外部的磁场线充当粒子加速器; 一些靠近黑洞的物质沿着这些线聚集,以接近光速的速度从黑洞的两极发射。
以 AT2022cmc 为例,其中一架喷气式飞机直接指向我们,并以 99.99% 的光速飞行。 当物质以接近光速的速度向我们移动时,它看起来会比实际更亮,因为运动会产生光波长频率的变化。 这种效应被称为相对论性光束,或多普勒增强,因为这种变化被称为多普勒效应。
AT2022cmc只是有史以来检测到的第四个多普勒增强潮汐破坏事件。
科学家们期望我们能够从来自半个宇宙之外的垂死之光中学到很多东西。 例如,尚不清楚为什么有些潮汐破坏事件有喷流,而有些却没有。 黑洞的快速旋转可能有助于喷流的形成。
目前还不清楚其超大质量有多大形成并成长。 AT2022cmc 黑洞所表现出的高进食率可能有助于解开这个谜团。
该事件也是第一次使用光学勘测检测到的喷射潮汐破坏事件。 收集到的大量数据将帮助天文学家在未来识别更多的数据。
“天文学正在迅速变化,”安德烈奥尼 说。
“更多的光学和红外全天巡天活动现已启动或即将上线。科学家可以使用 AT2022cmc 作为模型来寻找和发现来自遥远黑洞的更多破坏性事件。
“这意味着大数据挖掘比以往任何时候都更成为增进我们对宇宙知识的重要工具。”