愛伊米

距離人類2.5億光年,科學家們正在觀察黑洞吞噬恆星的全過程

在NASA核光譜望遠鏡陣列NuSTAR X射線望遠鏡的幫助下,科學家們正在仔細觀察超大質量黑洞周圍意外日冕的形成和演化,因為它摧毀了一顆距離它太近的恆星。這一事件距離地球2。5億光年,是恆星被黑洞摧毀的第五次近距離觀測。這種型別的宇宙事件被稱為潮汐破壞,它們發生在恆星太靠近超大質量黑洞的時候,在那裡,強烈的重力和潮汐力會在一個被稱為“粉化”的破壞性過程中拉伸和拉長恆星。在這個過程中,被捕獲的恆星最靠近黑洞的一側被向內拉,將恆星撕裂成細長氣體流。

在拉伸之後,前恆星的一部分質量/物質落入黑洞。然而,當這股氣流繞著黑洞旋轉時,觀測顯示它開始與自身碰撞,產生巨大的衝擊波和向外流動的氣體,產生低能X射線。在接下來的幾周裡,氣體開始沉降到黑洞周圍的吸積盤中,在那裡它將不斷地落入黑洞,直到完全被消耗掉。在這些事件中,黑洞周圍的恆星物質和氣體會產生各種波長的光,最常見的是電磁光譜的可見光、紫外線和X射線部分。

潮汐破壞事件的這些特徵使天文學家能夠想象和解釋黑洞的引力如何操縱恆星物質,從而更好地瞭解黑洞的攝食習性。“潮汐破壞事件是宇宙的實驗室,它們是我們實時觀察潛伏在星系中心的巨大黑洞的視窗。”科學家們說,整個潮汐破壞過程只需數週或數月。南加州帕洛馬天文臺的茲威基瞬態設施ZTF在去年首次發現了這一現象,持續了100多天。

該事件的快速反應研究是使用美國宇航局的Neil Gehrels Swift天文臺和中子星內部成分探測器NICER望遠鏡進行的,這兩臺望遠鏡都可以在X射線波段進行觀察。然而,在AT2021ehb首次被發現300天后,美國國家航空航天局的NuSTAR進行了跟蹤觀察,發現了大量高能X射線光的存在,這是黑洞周圍日冕的跡象。這令人驚訝,完全出乎意料。在這種情況下,日冕是靠近黑洞的熱等離子體區域,在AT2021ehb之前,科學家們只在黑洞周圍看到過這種現象,這些黑洞周圍的氣體射流與黑洞中心方向相反。

令人困惑的是,AT2021ehb沒有也從未被觀察到有這樣的噴射。當科學家們看到NuSTAR的資料時,他們意識到當恆星經歷了粉化,其物質開始落入事件視界時,物質的溫度升高,形成了現在觀測到的黑洞日冕。當黑洞日冕在黑洞周圍形成時,它們發出的X射線比黑洞的任何其他區域都要高。然而,科學家們並不完全瞭解黑洞日冕中的來源以及黑洞中的是如何加熱的。

如果沒有用NuSTAR觀測到AT2021ehb,那麼該事件產生的日冕很可能不會被捕捉到。因此,科學家們用類似Zwicky瞬變設施的望遠鏡來識別更多的潮汐干擾事件。一旦確定了這些事件,將使用雨燕、NICER和NuSTAR等望遠鏡進行觀測,以瞭解更多關於潮汐干擾及其造成的現象。對這些事件的每一次新的觀測都將提供對AT2021ehb期間發生的確切情況的深入瞭解,並將為科學家提供更多機會來剖析黑洞潮汐破壞事件。

距離人類2.5億光年,科學家們正在觀察黑洞吞噬恆星的全過程

距離人類2.5億光年,科學家們正在觀察黑洞吞噬恆星的全過程

距離人類2.5億光年,科學家們正在觀察黑洞吞噬恆星的全過程