当一个明星冒险离一个人太近时,我们大体上知道会发生什么。强烈的潮汐力在所谓的潮汐破坏事件中将恒星撕裂,在恒星碎片超出事件视界之前释放出最后的光爆发。
这次吞噬的具体细节有点难以确定。从理论上讲,这些碎片在绕行并落入黑洞时应该会合并成一个圆盘,但我们观察到的大多数潮汐破坏事件(TDE)都没有显示出 X 射线发射的证据,无法证明这些碎片的存在。这个吸积盘。
“在经典理论中,TDE 耀斑由吸积盘提供动力,从热气体螺旋进入黑洞的内部区域产生 X 射线,”天文学家 Tiara Hung 说加州大学圣克鲁斯分校。
“但对于大多数潮汐膨胀事件,我们看不到X射线——它们主要在紫外线和光学波长下发光——因此有人认为,我们看到的不是圆盘,而是恒星碎片流碰撞产生的发射物。”
这导致一些天文学家推测,恒星潮汐破坏事件对于吸积盘的形成来说太短暂了。但新的研究表明情况并非如此。通过对潮汐破坏事件的光学和紫外线观测,天文学家发现了旋转吸积盘预期的光移动的明确证据。
“即使我们没有看到 X 射线,这是在这些事件中形成吸积盘的第一个可靠证据,”天体物理学家恩里科·拉米雷斯-鲁伊斯说加州大学圣克鲁兹分校。
所讨论的破坏事件发生在一个名为 2MASS J10065085+0141342 的星系中心,距离我们 6.24 亿光年。
2018 年底,天文学家发现了耀斑,表明其中的超大质量黑洞正在扰乱一颗恒星,研究人员在光演化过程中以多个波长进行观察。他们将这次潮汐破坏事件命名为 AT 2018hyz。
他们后来计算出,一个质量约为太阳数百万倍的超大质量黑洞扰乱了这颗恒星。但光谱观察中还有其他东西——所谓的巴尔默发射的双峰,当氢原子中的电子跃迁到较低能级时产生。
“我的下巴都惊掉了,我立刻就知道这会很有趣,”天体物理学家瑞安·福利说UCSC 的教授发现了这个奇怪的签名。 “最引人注目的是氢气线——氢气的排放——它具有双峰轮廓,与我们见过的任何其他潮汐表都不同。”
活跃星系核中的宽巴尔默发射双峰被解释为吸积盘的证据。这些线落在频谱中的位置可以显示多普勒频移的运动证据。
从向我们移动的物体发出的光波会向光谱的蓝色一侧缩短,或发生蓝移。但是,来自后退物体的光波会被拉长或红移。您可以在下图中看到两者的示例:
当您从正确的角度观察圆盘之类的物体时,您会看到这两种变化的证据 - 蓝移来自旋转到您的一侧,红移来自旋转远离的一侧。它不仅可以用来确定旋转,还可以用来确定旋转的速度。
“我认为我们很幸运得到了这个,”拉米雷斯-鲁伊斯说,他于 2018 年与人合着了论文提出了潮汐破坏事件的统一模型。
“我们的模拟表明,我们观察到的东西对倾斜度非常敏感。有一个优选的方向可以看到这些双峰特征,并且有一个不同的方向可以看到X射线发射。”
随着 AT 2018hyz 在几个月的时间里不断发展,该团队继续进行多波长观测,将其与其他 TDE 以及模拟和模型进行比较。
他们确定吸积盘由恒星初始质量的 5% 左右组成,而且它的形成速度令人难以置信,只用了一个月的时间。
该团队对双峰巴尔默发射圆盘起源的解释并不是孤立的。由苏格兰爱丁堡大学天文学家菲尔·肖特领导的一个国际研究小组独立得出了同样的结论。
在一个预印纸提交给英国皇家天文学会每月通知Short 和他的团队指出,“AT 2018hyz 是第一个观测到清晰的双峰发射线的潮汐表,并提供了强有力的观测证据,证明吸积盘至少在某些潮汐表中形成,并且是观测到的光度的重要来源” 。
不过,仍有一些谜团有待解决。肖特和他的团队指出,双峰在消失之前只出现了很短一段时间,但他们不知道为什么。此外,Hung 和她的团队提请注意其他 TDE 观测中不存在双峰。
两个团体都建议我们将来最好更加关注 TDE。
洪教授团队的研究已被接收天体物理学杂志,并且可用于arXiv。