【美丽日报2019年09月27日讯】美国航太总署(NASA)的系外行星探测器「黛丝」,首次记录下了奇异的「宇宙犯罪现场」:3亿7500万光年外的超大质量黑洞,将一颗恒星化解为气流后吞噬。珍贵的录像也让人类有机会见证,恒星被庞大引力撕碎的死亡过程。

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万年一遇的「潮汐力崩解事件」

黑洞并不会主动发光,但当它吞噬靠近的恒星时,却会迸发出强大的辐射。恒星会在黑洞的引力下膨胀、撕裂,外围残骸会溢散到星际空间,核心部分则会被黑洞拉入炽热发光的吸积盘。这个过程被称为「潮汐力崩解事件」(tidal disruption event,TDE)。

在与我们银河系类似大小的星系中,「潮汐力崩解事件」大约1万年至10万年才可能发生一次,不过由于宇宙存在数十亿个星系,科学家迄今已观察到40起「潮汐力崩解事件」。「黛丝」自去年4月上任以来就捕获到一次,实在很幸运。

造成这一事件的「ASASSN-19bt」黑洞,质量约为太阳的600万倍,所在的遥远星系位于飞鱼座;被吞噬的恒星大小则与太阳差不多。美国俄亥俄州立大学的「全天自动化超新星探测系统」(ASAS-SN)今年1月29日首度发现此一现象,进而展开研究。

该校天文学教授克里斯•柯查内克(Chris Kochanek)说,「想像一下,你站在闹市区摩天大楼的楼顶上,试着扔下一块大理石,并且要让石子刚好掉进入井盖的小洞中。要发生潮汐力崩解事件比这更难。」

史上第一张黑洞照片。(中研院)
六国科学家合作发布的史上第一张黑洞照片。(图:中研院)

研究者:推动科学有时需要幸运

有关「ASASSN-19bt」的研究论文26日发表于美国《天体物理学期刊》(Astrophysical Journal)。

论文第一作者、ASAS-SN创立者霍洛伊安(Thomas Holoien)也是美国卡内基科学研究所的博士后。他表示,黑洞就位于NASA卫星「黛丝」观测的方向,每半小时就会被观测到一次,「这比之前任何一次潮汐力崩解事件的数据都要好得多」。

在密集追踪79天后,研究团队发现辐射亮度在3月达到高峰。「很少有潮汐力崩解事件在亮度达到高峰前就被发现。」霍洛伊安说,这使ASASSN-19bt成为TDE研究的新热门,推动科学进展有时就是需要好运气

美国航太总署(NASA)太阳系外行星探测器 「黛丝」(TESS)。(图:AP)
美国航太总署(NASA)太阳系外行星探测器「黛丝」(TESS)。(图:AP)

太阳系外行星探测器「黛丝」(TESS,全称Transiting Exoplanet Survey Satellite )自2018年4月发射以来,一直在寻找太阳系外行星。它持续观测邻近太阳的20万个最亮恒星,确认是否有行星围绕它们公转。

多个地面和空间望远镜对这次事件进行了后续观察,科学家们试图计算整个过程中的明暗变化,以探索被吞噬恒星的组成物质与结构。

论文第二作者、俄亥俄州天文学家瓦莱利(Patrick Vallely)则表示:「过去我们以为潮汐力崩解事件看起来都一样,事实证明……关于潮汐力崩解事件如何发生我们还需作更多了解。因此及早发现潮汐力崩解事件发生、并且获取黛丝的完美数据,是至关重要的。」

责任编辑:松林