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黑洞如何吞噬恒星?将其撕扯成碎片并释放强烈辐射黑洞恒星潮汐

发布时间:2018-05-30 18:02:09
新浪科技讯北京时间5月31日消息,据国外媒体报道,这是宇宙中最剧烈的事件之一,当恒星太过靠近星系中央的超大质量黑洞时,会被巨大的引力撕扯成碎片。现在,研究人员对这种特定现象——称为潮汐撕裂事件(tidaldisruptionevent,简称
黑洞如何吞噬恒星?将其撕扯成碎片并释放强烈辐射黑洞恒星潮汐  恒星被撕裂之后产生的物质被黑洞吞噬的示意图。这些物质形成了一个吸积盘,但由于同时经过黑洞的物质过多,导致温度升高,释放出大量的光线和辐射(两个箭头),并且可以在地球上观测到。

  新浪科技讯 北京时间5月31日消息,据国外媒体报道,这是宇宙中最剧烈的事件之一,当恒星太过靠近星系中央的超大质量黑洞时,会被巨大的引力撕扯成碎片。现在,研究人员对这种特定现象——称为潮汐撕裂事件(tidal disruption event,简称TDE)又有了新的发现

  丹麦哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所(Niels Bohr Institute)和美国加州大学圣克鲁斯分校的研究者提出了一个新的统一模型,对近期观察到的这类极端事件进行了解释。

  这项突破性的研究结果发表在近期的《天体物理学杂志通信》(Astrophysical Journal Letters)上,为这个快速成长的研究领域提供了新的理论视角。共同作者、哥本哈根大学的恩里科·拉米雷兹-鲁伊兹(Enrico Ramirez-Ruiz)说:“最近十年,我们才开始能将潮汐撕裂事件去其他星系现象区别开来,而新模型将为我们提供基本框架,更好地理解这些罕见事件。”

黑洞如何吞噬恒星?将其撕扯成碎片并释放强烈辐射黑洞恒星潮汐这张艺术想象图显示了围绕巨型黑洞的时空涟漪。

  在大多数星系中,中央黑洞往往十分沉寂,在吞噬物质方面并不活跃,因此也不会释放出任何光线。潮汐撕裂事件十分罕见,在典型星系中大约1万年才发生一次。然而,如果一颗倒霉的恒星太过靠近,被黑洞撕裂的话,黑洞会吞进大量的恒星碎片,并释放出强烈的辐射。

  “了解物质如何在这样极端的条件下进入黑洞,是一件很有趣的事情,”论文第一作者、哥本哈根大学助理教授Jane Lixin Dai说,“在黑洞吞噬恒星气体的同时,会释放大量的辐射。我们能观察到这些辐射,而利用观察结果,我们就能了解其中的物理学过程,并计算黑洞的特征。因此,搜寻潮汐撕裂事件是非常有意思的。”

  尽管科学家推测,所有潮汐撕裂事件中发生的物理学过程应该都一样的,但就目前观察到的二十多次事件中,呈现出来的黑洞特征有着巨大差别。有些黑洞主要释放X射线,另一些则主要释放可见光和紫外线。

  理论物理学家一直在努力理解这种多样性,并将这一难题的不同方面组合成一个连贯的模型。新模型从观察者的视角解释了观察结果的差异。“这就像有张面纱覆盖了一只野兽的某些部分,”拉米雷兹-鲁伊兹解释道,“从某些角度,我们看到的是一整只野兽,但从其他角度看,野兽又被遮住了。同样一只野兽,但给我们的感觉是不一样的。”

  Jane Lixin Dai等研究者开发的这一模型结合了包括广义相对论、磁场、辐射和气体流体动力学等在内的多个要素。

黑洞如何吞噬恒星?将其撕扯成碎片并释放强烈辐射黑洞恒星潮汐  超大质量黑洞是星系中央密度极大的区域,其质量可达太阳的数十亿倍。它们会导致时空下陷(想象图),即使光线也无法逃脱其引力。

  什么是黑洞?

  黑洞的密度极大,以至于没有任何形式的辐射——即使是光——能够逃脱它们的引力。在巨大的引力作用下,黑洞能将尘埃和气体聚拢在周围。科学家推测,黑洞的巨大引力可能就是星系中的恒星围绕运转的原因。不过,黑洞的起源一直是未解的谜题。

  天文学家认为,黑洞可能是巨大的尘埃云团——比太阳大10万倍——塌缩形成的。许多这样的黑洞不断融合,最终形成更加庞大的超大质量黑洞,后者在所有已知的大型星系中央都有发现。

  另一方面,超大质量黑洞也可能来源于巨型恒星——质量可达太阳的100倍。在燃料耗尽之后,巨型恒星可能会塌缩形成黑洞。巨型恒星死亡之后也可能形成超新星,这是一种剧烈的爆发过程,能将物质从恒星外层抛射到太空深处。(任天)

原标题:黑洞如何吞噬恒星?将其撕扯成碎片并释放强烈辐射黑洞恒星潮汐

关键词:黑洞,恒星,潮汐

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