天文学家发现了一个巨大的黑洞它是如此饥饿,十多年来它一直在吞噬一颗恒星——比之前检测到的任何恒星大餐的时间都要长十倍以上。
这不仅是迄今为止黑洞消耗的最大一顿饭,而且这场盛宴已经持续了很长时间,以至于科学家们不太确定它是如何在不违反物理定律的情况下维持下去的。答案可以告诉我们如何宇宙早期的黑洞变得比我们能够解释的还要庞大。
当一颗恒星距离黑洞太近时,黑洞巨大的引力会将恒星撕裂——这一事件被称为潮汐破坏事件(时差)。
由于它们产生独特的 X 射线耀斑,我们过去已经见过很多这样的 TDE。黑洞摧毁一颗恒星后,会将其部分内容高速抛入太空,并吞噬其余部分,在这个过程中变得越来越大,并喷出超热的 X 射线辐射耀斑。
但大多数 TDE 都是短暂的,这就是为什么新的观察结果如此令人惊讶。
“我们目睹了一颗恒星壮观而漫长的消亡,”首席研究员林大成说来自达勒姆新罕布什尔大学。
“自 20 世纪 90 年代以来,已经检测到数十起潮汐破坏事件,但没有一次像这次一样保持明亮的时间。”
事实上,这场盛宴已经持续了很长时间,它正在突破物理学的极限——被消耗的恒星一直超过了所谓的“爱丁顿极限,这是恒星可以达到的最大光度在它不再稳定之前。
这个想法是,如果一颗恒星发出足够的辐射来变得如此明亮,那么引力应该几乎无法将其结合在一起。正因为如此,我们从来没有真的能够理解多么巨大黑洞许多星系(包括我们的银河系)中心的星系都变得和它们一样大。
这个破纪录的饥饿黑洞被昵称为XJ1500+0154,存在于距离我们约18亿光年的一个小星系的核心。
它是由三颗卫星发现的:美国宇航局的钱德拉 X 射线天文台和雨燕卫星,以及欧洲航天局的 XMM-牛顿。
2005 年,这些卫星在寻找潮汐表时,偶然发现了 XJ1500+0154 发出的极其明亮的耀斑。
从那时起他们就一直在观察这件事,虽然看起来这顿饭现在已经结束了,但团队的证据表明黑洞消耗恒星物质已有十多年了。
这意味着这要么是我们所见过的最大恒星陷入潮汐膨胀的过程,要么是我们第一次看到一颗较小的恒星被完全撕裂。
“我们大部分时间都在观察这个物体,它一直在快速增长,”一位研究人员说哈佛-史密森天体物理中心的詹姆斯·吉约雄 (James Guillochon)。
“这告诉我们一些不寻常的事情——比如一颗质量是太阳两倍的恒星——正在被送入黑洞。”
事实上,我们现在有早期证据表明黑洞可以吃掉如此巨大的东西,并因此变得如此巨大,这为黑洞开辟了一个充满可能性的新世界。
我们需要记住,这项研究只是发表在预印本网站 arXiv.org 上为了让物理学界在将其提交给同行评审期刊之前仔细研究,因此我们需要等待结果的独立验证,然后再得意忘形。
重要的是,如果得到证实,这一观察结果将有助于解释超大质量黑洞在宇宙早期如何能够达到比太阳大约十亿倍的质量——这是研究人员一直难以解释的。
“这一事件表明黑洞确实可以以极高的速度增长,”团队成员 Stefanie Komossa 说道中国黔南民族师范大学学报.
“这可能有助于理解早熟的黑洞是如何形成的。”
研究小组预测,XJ1500+0154的供给量将在未来十年内大幅减少,导致黑洞的X射线亮度减弱并从卫星视野中消失。
这种情况是否会发生还有待观察,但天文学家将密切关注黑洞。
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