帶你看巨大黑洞吞噬恆星時是什麼樣子的！

來自哥本哈根大學尼爾斯玻爾研究所(Niels Bohr Institute)的暗物質宇宙學中心的理論天體物理學家、助理教授和教授Enrico Ramirez-Ruiz博士最近向科學界提供了一個急需的計算機模型。對潮汐中斷事件的調查是必要的，但在星系中心發生的事件是極其強烈。

圖中我們看到，當被破壞的恆星的物質被黑洞吞噬時，會發生什麼。吸積盤由材料形成(磁碟)。有太多的物質讓它同時進入黑洞。它在這個過程中被加熱，釋放出大量的光和輻射，從地球上可見(雙箭頭)。簡·戴博士的電腦模型將視角與地球的視角區分開來，這意味著我們現在能夠正確地對觀測的變化進行分類。這意味著我們可以研究黑洞的性質，並了解一個我們不可能看到的天體。圖片：Niels Bohr Institute

潮汐中斷事件

在每個大星系的中心，都有一個超大質量黑洞，比太陽重數百萬到數十億倍。然而很難觀察到其中的大多數，因為它們不發出任何光或輻射。只有當某種形式的物質被拉入黑洞的極強引力場時，才會發生這種情況。在極少數情況下，一個星系每10萬年就會有一次罕見的現象，一顆恆星通過超大質量黑洞非常接近，黑洞的引力將其撕裂。這種致命的事件被稱為潮汐中斷事件。

當潮汐中斷事件發生時，黑洞將會被恆星殘骸「吞噬」一段時間。領導這項研究的Jane Dai博士說：很有趣的是，在如此極端的情況下，物質如何進入黑洞。當黑洞吞噬恆星氣體時，會釋放出大量的輻射。輻射是我們可以觀察到的，利用它可以了解物理學並計算黑洞的性質，這使得尋找潮汐中斷事件變得非常有趣。

一個統一模型

儘管同樣的物理現象在所有的潮汐中斷事件中都有可能發生，但這些事件的觀測結果顯示出了巨大的變化：一些主要是x射線的排放，而另一些則主要發射可見光和紫外線。要理解這種多樣性，並將這些不同的拼圖拼合在一起，是一件非常需要的事情。在模型中，是觀察者的視角決定了差異。天文學家觀察地球上的一切事物，但星系是在宇宙中隨機定向的。「就好像有一層面紗遮住了野獸的一部分。從某些角度看，看到的是一個裸露的野獸，但從其他角度來看，看到的是一隻被遮蓋的野獸，這隻野獸是一樣的，但我們的感覺是不同的。

戴博士和她的合作者們結合了廣義相對論、磁場、輻射和氣體的元素，現在有了一種我們期望看到的東西，當我們從不同的角度觀看潮汐中斷事件時會看到什麼。這也允許我們將不同的事件放入一個一致的框架中。將在幾年內觀察數百到數千個潮汐中斷事件。這將為我們提供大量的「實驗室」來測試我們的模型，並利用它來了解更多關於黑洞的信息。

協作和視角

這項工作一直由簡戴博士之間的合作從黑暗的宇宙中心尼爾斯·波爾研究所(NBI),恩里科教授Ramirez-Ruiz NBI和聖克魯茲加州大學(加州大學)，以及來自馬里蘭大學的研究人員：教授喬納森·麥金尼納撒尼爾·羅斯博士和教授科爾·米勒。特別是，採用了最先進的計算工具來解決這個難題。這些模擬是由戴博士和羅思博士進行的，他們最近獲得了大型計算機集群，這是由黑暗宇宙學中心的負責人Jens Hjorth教授提供的，以及由NSF和NASA資助的星系團。這一突破為快速增長的研究領域提供了新的視角。戴博士的模型將為我們提供理解這些罕見事件的基本框架」，Enrico Ramirez-Ruiz教授說：只有在過去的十年左右，才能夠區分出其他星系的現象。

博科園-科學科普｜來自：尼爾斯玻爾研究所

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