贪婪的黑洞每次经过都会吞噬相当于三个地球的恒星

来源：互联网
时间：2023-09-08 19:46:09

附近星系中一颗像太阳一样的恒星正在逐渐被一个小而贪婪的黑洞吞噬，每次经过时都会失去相当于三个地球的质量。

莱斯特大学天文学家的这一发现发表在《自然天文学》杂志上，为我们关于黑洞扰乱轨道恒星的知识提供了一个“缺失的环节”。它表明整个恒星群正处于被吞噬的过程中，但仍未被发现。

天文学家通过一道明亮的X射线闪光向天文学家发出警报，该闪光似乎来自附近星系2MASXJ02301709+2836050的中心，距离银河系约5亿光年。它被命名为SwiftJ0230，它在第一次发生的那一刻就被发现了，使用的是NeilGehrelsSwift天文台科学家开发的新工具。

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他们迅速安排了对其进行进一步的斯威夫特观测，发现它并没有像预期的那样衰减，而是会明亮地闪烁7-10天，然后突然关闭，大约每25天重复一次这个过程。

在所谓的准周期性喷发和周期性核瞬变中也观察到了类似的行为，即当恒星的轨道靠近黑洞时，恒星的物质会被黑洞撕裂，但它们的不同之处在于喷发的频率以及是否会发生爆炸。爆炸主要是在X射线或可见光中。SwiftJ0230的排放规律介于两者之间，表明它构成了两种类型爆发之间的“缺失环节”。

以针对这两类事件提出的模型为指导，科学家们得出结论，SwiftJ0230爆发代表了一颗与我们太阳大小相似的恒星，在围绕银河系中心低质量黑洞的椭圆轨道上。当恒星的轨道接近黑洞的强烈引力时，相当于三个地球质量的物质从恒星的大气层中被拉出，并在落入黑洞时被加热。

大约200万摄氏度的高温释放出大量X射线，这些X射线首先被Swift卫星接收到。

现在你看不见了，现在你看见了!SwiftJ0230爆发之前(左)和之后(右)天空同一位置的X射线图像。这些图像是用Swift卫星上的X射线望远镜拍摄的。图片来源：PhilEvans(莱斯特大学)/NASASwift

主要作者、莱斯特大学物理与天文学学院的菲尔·埃文斯博士说：“这是我们第一次看到像太阳这样的恒星被低质量黑洞反复撕碎和吞噬。”

“所谓的‘重复的、部分潮汐破坏’事件本身就是一个相当新的发现，似乎分为两种类型：每隔几个小时爆发一次的事件，以及每年左右爆发一次的事件。这个新系统正好填补了这一空白。在这些之间，当你计算数字时，你会发现所涉及的对象类型也很好地吻合。”

罗布·艾尔斯-费里斯(RobEyles-Ferris)博士与埃文斯(Evans)博士一起研究Swift卫星，他最近完成了博士学位。在莱斯特，其中包括研究恒星被黑洞扰乱的情况。他解释说：“在我们过去看到的大多数系统中，恒星都被完全摧毁了。SwiftJ0230是部分破坏恒星类别中令人兴奋的补充，因为它向我们表明，已经发现的这两类天体是真正连接起来，我们的新系统为我们提供了缺失的环节。”

莱斯特大学的KimPage博士负责这项研究的数据分析，他说：“鉴于我们在启用新的瞬态捕获工具后的几个月内就发现了SwiftJ0230，我们预计还有更多像这样的物体就在那里，等待被发现。”

克里斯·尼克松博士是一位理论天体物理学家，最近从莱斯特大学转到利兹大学。他主导了这一事件的理论解释。

他们估计该黑洞的质量约为太阳质量的10,000至100,000倍，这对于通常在星系中心发现的超大质量黑洞来说相当小。我们银河系中心的黑洞被认为有400万个太阳质量，而大多数黑洞都在1亿个太阳质量范围内。

这是使用莱斯特大学团队开发并在他们的计算机上运行的Swift卫星新型瞬态探测器进行的首次发现。当极端事件发生时，在天空中以前没有X射线的区域引起X射线爆发，天文学家将其称为天文X射线瞬变。尽管它们预示着极端事件，但这些事件并不容易找到，或者至少不容易找到，因此开发了这个新工具来实时寻找新型瞬变。

埃文斯博士补充道：“在我们建造这个新设施之前，这种类型的物体基本上是无法检测到的，不久之后它就发现了这个全新的、前所未见的事件。Swift已经快20岁了，它突然发现了全新的事件，“我们从来不知道存在。我认为这表明，每当你找到一种看待太空的新方式时，你就会学到新的东西，并发现那里有你以前不知道的东西。”

英国航天局空间科学负责人卡罗琳·哈珀博士表示：“这是世界领先的雨燕号任务的又一令人兴奋的发现——一个低质量黑洞在类太阳恒星绕轨道运行时会被‘咬住’”足够接近。”

“英国航天局多年来一直与NASA合作执行这项任务;英国主导了两个关键科学仪器的硬件开发，我们为Swift科学数据中心提供了资金，我们将继续支持该中心......我们期待斯威夫特在未来对整个宇宙的伽马射线爆发以及导致伽马射线爆发的大规模事件有更多的见解。”

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