黑洞研究有新成果：科學家正在觀測3億光年處，一個黑洞吞噬恆星的過程

據3月21日Space.com網站報道，科學家正在研究3億光年內一個黑洞吞噬恆星的過程。它為我們詳細展示了黑洞是怎樣吞沒物質和影響星系的演化。這些研究來源於黑洞將附近恆星撕裂成碎片時，產生的強烈的X射線信號，該項關於噴流的產生和黑洞吸積的研究，有利於用更加簡化的模型來解釋星系的演化。

黑洞將附近恆星撕裂成碎片時，產生的強烈的X射線信號

2014年，美國拉斯克魯塞斯天文台為尋找「超新星」，收集了來自全球各地的自動望遠鏡的數據，進行了覆蓋全天空的自動化巡查，摘取到從3億光年範圍內傳來的信號。 當正在進行一個稱為ASASSN-14li的任務探測時，發現一顆恆星在距離黑洞過近的時候被撕成碎片。多台望遠鏡立即轉向跟蹤這股潮汐般漲落的光源，一場由於恆星毀滅所產生的強大的電磁能爆炸。來自麻省理工學院的研究員Dheeraj Pasham和約翰霍普金斯大學的Sjoert van Velzen在研究了為期六個月的數據之後，發現了其中一種無線電波的形式幾乎和X射線的信號一模一樣。

Pasham在一份聲明中說：「這告訴我們，黑洞的攝取率決定著它所產生噴流的強度。攝取充足的黑洞會產生強烈的噴流，而攝取不足的黑洞會產生較弱的噴流，或者不會產生任何噴流。而這是我們第一次看到由超級黑洞產生的噴流現象。」

   設計者描繪的想像中物質落入黑洞的場景和其吞噬後產生噴射物的畫面。

這一切並不是巧合

當恆星和黑洞靠的太近時，黑洞的巨大質量會對恆星施加潮汐般的拉力。其力量十分強大，以至於可以將恆星隨意拉伸或者壓平，最終能將其撕成碎片。恆星的碎片落入黑洞，在黑洞的吸積盤內被捕獲，物質在這裡聚集並被黑洞所吞噬。這就是觀測ASASSN-14li時發生的情況。

這個攝食過程產生的巨大能量在多種波長下都可觀測到。在其他的黑洞附近這種噴射光柱都曾被看到過，包括在可見光、紫外線、X射線和射電波段都能捕捉到信號。來自黑洞的吸積盤漏斗中最深處的炙熱無比的物質會放射出X射線，而稍外層的物質則會產生可見光和紫外線輻射。然而，無線電的釋放來自何處仍未可知。

Pasham說:「我們知道，無線電波來源於在磁場中運動的高能電子，這是無可厚非的， 但爭議的焦點是，這些高能電子究竟是從哪裡來的?」

其中一種假設是，在恆星爆炸後的瞬間，衝擊波湧向外面，使等離子粒子蓄滿能量，而發出無線電波。這些無線電波看上去和恆星掉入黑洞的物質所形成的x射線的形式截然不同。但是，這次Pasham和Van Velzen發現的無線信號卻和X射線信號有90%的相似度。如此近似的匹配度表明，產生這種無線電波的來源和X射線密切相關。

Pasham表示「這種相關的出現並不是巧合，很明顯，產生X射線的小片區和產生無線電波的大片區之間時存在著某種因果聯繫。」

兩位研究人員指出，黑洞這頭巨獸在吸收周圍恆星碎裂的物質後，噴射出高能粒子，產生無線電波。由於無線電波形成的區域緊密地充滿了其他的電子，而大部分的信號都被這些粒子吸收了。生成無線信號的電子只能順著噴流爆發方向逃逸出來，從而產生科學家們探測到的信號。

研究人員推斷，噴流的強度很可能是由黑洞吸積物質的比率決定的，或者是黑洞消化產生X射線的恆星碎片的速度決定的。

3月19日在《天體物理學雜誌》上發表的這項新的觀測將有助於科學家們更好地描述噴流現象的物理特徵，同樣也能促進研究人員對星系演化過程的認識和理解。

星系通過產生新的恆星而生長，但它們只能在非常寒冷的溫度下才能這樣生長。黑洞發射的噴流使周圍的星系溫度升高，暫時停滯了恆星的誕生。該項關於噴流的產生和黑洞吸積的研究有利於用更加簡化的模型來解釋星系的演化。

如果黑洞的攝取率與它釋放能量的速率成正比，而其他所有黑洞都是如此的話，這將極大地簡化關於星系演化的模擬假設。而這意味著更可觀的星系演化模型將會形成。

偉利士（WILLIS）韓版夜光原宿黑洞系列 石英時尚潮流兒童手錶 W5855014

編譯／李珏，審核：戴建峰； 更多精彩內容，請關注企鵝號「中國星空攝影聯盟」。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！