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              黑洞在几十年前撕裂了一颗恒星 直到最近才被天文学家发现

              发布时间:2022-02-25 09:50:41来源:网易科技

                每个星系,包括我们自己的银河系,在其中心都有一个巨大的黑洞,其引力影响着它周围的恒星。一般来说,恒星绕着黑洞运行时不会发生意外,但有时一颗恒星会靠得太近,黑洞就会在一个被天体物理学家称为“意大利面条化”(spaghettification)-的过程中 “大快朵颐”。

                加州理工学院天文学助理教授 Vikram Ravi 说:“黑洞周围的引力会把这些不走运的恒星撕裂,导致它们被挤压成细流,落入黑洞。这是一个非常混乱的过程。这些恒星不会安静地离开!”

                当恒星被吞噬时,它们的残骸在黑洞周围旋转并发出不同频率的光,这可以被望远镜探测到。在某些情况下,恒星的残骸在强大的喷流中被排出,闪耀着无线电频率的光波。

                Ravi 和他的团队,包括加州理工学院的两名研究生,利用射电望远镜的档案观测已经发现了似乎是这些黑洞吞噬恒星事件中的一个--也被称为潮汐破坏事件(TDEs)。在迄今为止已经发现的大约 100 个 TDEs 中,这只是使用无线电波发现的第二个候选者。第一个是在 2020 年由 Marin Anderson 发现的,他是喷气推进实验室 (JPL)的博士后学者,JPL 由加州理工学院为 NASA 管理。

                “TDEs 主要是在光学和X射线光下发现的,但是这些方法可能会遗漏一些 TDEs,比如那些埋在尘埃中的 TDEs,”Ravi 说,他是关于这些发现的一份新报告的主要作者,该报告被接受在《天体物理学杂志》上发表。“这项研究显示了无线电调查发现 TDEs 的力量。”

                同样的新发现的 TDEs 也被多伦多大学的天文学家发现了,所以科学家们联手共同发表了他们的发现。

                多伦多大学的合著者 Hannah Dykaar 说:“现在有了空前数量的无线电观测,使我们能够发现更多像这样的来源。"有趣的是,在射电发现的候选星系中都没有发现最受欢迎的 TDEs 星系类型。找到更多的这些无线电 TDEs 可以帮助我们照亮正在进行的关于它们发生在什么类型的星系中以及宇宙中到底有多少的谜团。”

                这个新的 TDEs 事件被称为 J1533+2727,在来自马萨诸塞州剑桥市的两名高中生--Ginevra Zaccagnini 和 Jackson Codd--扫描了国家射电天文台(NRAO)位于新墨西哥州的 Karl G. Jansky 甚大望远镜阵列(VLA)所捕获的数十年的无线电数据之后,Ravi 的团队首先注意到了这个事件。2018 年至 2019 年,当 Ravi 还是哈佛大学的博士后时,这些学生与他一起工作。通过比较相隔多年的无线电观测,他们发现一个天体,J1533+2727,在 1990 年代中期相当明亮,但到 2017 年已经急剧减弱。

                就像侦探在历史案件中发现新的线索一样,他们随后搜索了 NRAO 的绿岸 300 英尺望远镜的档案,了解到同一个天体在 1986 年和 1987 年甚至更亮。自从它在 1980 年代中期的亮度峰值以来,J1533+2727 已经减弱至原来的1/500。

                综合所有的证据,包括全新的 VLA 观测,科学家们认为这个新的 TDEs 发生在 5 亿光年外的一个星系中心的超大质量黑洞撕裂了一颗恒星,然后排出了一个以接近光速的速度飞行的射流之后。到目前为止,还有另外三个 TDEs 与这些所谓的相对论射流有关,但那些是在 10 倍远的星系中发现的。

                Ravi 说:“这是第一次在相对较近的宇宙中发现相对论 TDEs 候选体,这表明这些无线电光的 TDEs 可能比我们之前想象的更常见。”

                TDEs 已经成为研究大质量黑洞的一个宝贵工具。它们在 20 世纪 80 年代首次被理论化,然后最终在 20 世纪 90 年代首次被探测到。现在已经发现了 100 多个 TDEs,这些事件已经成为研究黑洞隐藏事件的一种新手段。

                加州理工学院的研究生 Jean Somalwar 是 Ravi 小组的一名新成员,他不是本次研究的作者,他希望用 VLA 捕捉到更多的射电亮的 TDEs。她和她的团队最近发表了一个这样的候选者,它要么是一个 TDEs,要么是一个活跃的超大质量黑洞的神秘耀斑。此外,她正在使用来自加州理工学院帕洛玛天文台的兹威基瞬变设施的数据,以发现更多光学上明亮的 TDEs(兹威基瞬变设施每两个晚上用可见光扫描夜空,已经发现了超过 15 个这样的事件)。

                Somalwar 说:“TDEs 基本上将手电筒转向了星系中心的这些极端区域,否则我们是无法看到的。近年来,它们已经成为非常强大的工具。”
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