終於看清了!黑洞吞噬恒星的最後瞬間,在2.15億光年外上演

天空之城 2020/10/15 檢舉 我要评论

任何膽敢行走在黑洞附近的天體,都是在死亡邊緣徘徊,一個不小心,就會被黑洞吞噬,墜入無盡的深淵。2.15億光年之外,有一顆恒星給我們上演了活生生的一幕,展現了被黑洞吞噬的最後瞬間,是有多麼淒慘和悲涼。

黑洞吞噬恒星無疑是宇宙中最壯觀的景象之一,也是體現最極端物理定律的重要場景。因此,多年以來,科學家們對此都非常感興趣,並且提出了許多理論,同時在宇宙中尋找「現場」證據。

儘管黑洞吞噬恒星的現象並不是特別常見,但科學家們還是多次在天文觀測中看到這種驚人的天象。通過這些觀測,他們對這個過程中發生的事情也有了一定的瞭解。

對於任何靠近黑洞的物體來說,最可怕的就是黑洞的 潮汐力。所謂的潮汐力,其實本質上來自於引力。我們知道,兩個物體之間的引力和二者之間的距離有關。我們上學的時候計算引力,都是把物體想像成一個質點,但是在黑洞周圍,情況就不一樣了。假如你在黑洞旁邊,頭朝著黑洞,由於黑洞引力過於強大,你的頭和腳受到的引力將會有很大的差別,這就是潮汐力,也是月球能夠給地球帶來潮汐的原因。

由於不同位置受到引力不同所產生的潮汐力存在,靠近黑洞的物體就會被拉長。恒星也是一樣的,它會被黑洞拉成條,以至於後來完全被撕碎,這在天文學上被稱為 潮汐破壞事件(tidal disruption event,TDE)。

被撕扯下來的恒星碎片會快速地向黑洞靠近,迎接被吞噬的命運。不過,在進入到黑洞的事件視界之前,物質之間因為高速摩擦而產生大量的熱量導致發出極其明亮的光。所以,雖然黑洞本身看不到,我們通過這些發光的下落物質也可以檢測到黑洞的存在,觀察黑洞吞噬恒星的過程。

不過,雖然有強烈的光芒,但是它經常被黑洞周圍的一層神秘的塵埃所遮擋,這給科學家們更精確地瞭解潮汐破壞事件帶來了一定的難度。

2019年9月,科學家們又發現了一次潮汐破壞事件,將其命名為AT2019qiz。英國伯明罕大學天文學家Matt Nicholl注意到了這次事件,於是率領著他的團隊對其進行了深入的觀測。他們相信,自己已經接近找到這些塵埃的來源了。

英國伯明罕大學的天文學家Samantha Oates是本次研究團隊的成員之一,他向我們介紹說:「我們發現,黑洞在吞噬一顆恒星的時候,還會向外噴射出大量的高能爆炸物,它們就會阻礙我們的觀測。」

和其他恒星的潮汐破壞事件一樣,AT2019qiz在發生之前也沒有任何的徵兆,好在科學家們在持續不斷的全天巡查過程中恰好發現了它的信號,才知道這次事件的存在。所以,當他們在距離我們2.15億光年的波江座注意到這個信號之後,馬上將望遠鏡對準這裡,在那個遙遠的漩渦星系中見證著一顆恒星的死亡。

英國劍橋大學的天文學家Thomas Wevers說:「在這顆恒星被撕裂後,全世界許多巡天項目都檢測到了這次新的潮汐破壞事件。我們也迅速將一台地基望遠鏡和太空望遠鏡對準了這個方向,看看這些光芒到底是如何產生的。」

在潮汐破壞事件之中,這些物質不僅會在可見光波段發出耀眼的光芒,還會同時射出大量其他波段的電磁波。因此,他們在可見光、紫外線、無線電波和X射線等波段同時進行了這一次觀測。幸運的是,AT2019qiz在可見光和紫外線這兩個波段尤其明顯,而且儘管有2.15億光年的距離,但這次潮汐破壞事件是人類發現過距離我們最近的一次,這也更有助於研究人員計算出兩個天體的總質量。

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