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    黑洞与恒星的角逐,是宇宙最亮的焰火,还是恒星临终的哭泣

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      牛顿

      我们对超级黑洞的所有认知仅仅是大量疯狂吞食恒星的重力漩涡,但这并不是时有发生。也就是说,我们所处银河系的黑洞每100,000年可能只会出现几次这样的现象。

      黑洞与恒星的角逐,是宇宙最亮的焰火,还是恒星临终的哭泣

      所以对于刚刚观测到此次黑洞吞食现象直接后果的天文学家来说,这实在是一件意义重大的事件。事实上,此次的观测让我们看到了以前从未看到过的早期现象。

      这个特殊的“潮汐干扰”现象发生于一个约是太阳质量630万倍的超级黑洞中(我们银河系中人马座的一段旋臂是太阳质量的400万倍),它位于一个名为2MASX Jo7001137-6602251的星系中,距我们约3.75亿光年。

      黑洞与恒星的角逐,是宇宙最亮的焰火,还是恒星临终的哭泣

      本次“潮汐干扰”现象碰巧发生在一直以来由NASA发射的TESS卫星探测望远镜所观测的一小团天体区域中。同时,TESS探测器一直被超新星全天化自动巡视的系统所监视追踪。

      当TESS注意到在观测的天体中有不确的物体在变亮,天文学家立马重视起来,并积极采取行动将一些望远镜镜头转向2MASX J07001137-660225星体。

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      可以十分确定的是,这个超质量黑洞已经吸住一个星体,并通过巨大的引力作用将该星体撕裂成碎片。科研团队目前还不能确定这次事件中其他大部分的牺牲品,但其释放的能量巨大,以至于产生的光亮度达到最亮,约比太阳光亮度大10个量级(即太阳光亮的10^10倍),或者说比它所在银河系亮4倍。

      更引人注目的是,当我们探测到该事件时,天文学家团队就已经在第一时间看到那极亮的星团。

      黑洞与恒星的角逐,是宇宙最亮的焰火,还是恒星临终的哭泣

      “这是我们第一次从“潮汐干扰”事件中看到物质的喷射——同时也很有可能是我们所能看到该现象的最早发生阶段。因为TESS探测器一直在监视该现象发生的区域,则当这块区域开始变亮时我们就刚好可以观测到。”卡耐基科学研究所的天文学家汤姆·霍洛恩表示。

      “目前仅有4或5次被发表公布的TED事件,但每次发现该事件时,通常恒星已经撕碎殆尽,没有哪次像这次般如此接近核心顶峰阶段。”

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      这个事件——命名为ASASSN-19bt——在2019年被TESS第一次探测到。因为它看起来来自于它宿主星系的中心区域,还仍需要一个更近距离的观察。于是在2019年,科研团队利用位于智利的架置在麦哲伦望远镜上的低色散摄谱仪-3(LDSS-3)开始对该区域进行研究。

      观察结果表明该事件似乎是一次“潮汐瓦解事件”,并随后展开了更多观测:NASA的雨燕天文台利用紫外线和X射线图示了该事件;欧航局的XMM-Newtown则对事件的光谱进行研究;位于拉斯坎布雷丝天文台的地面望远镜拍摄了光学图像。

      在这个“黑洞周”里,你们想知道当一个行星被黑洞撕碎的时候到底发生了什么吗?

      黑洞与恒星的角逐,是宇宙最亮的焰火,还是恒星临终的哭泣

      —帕特里克·瓦莱利发现,事件ASASSN-19bt在2019年达到了最亮的阶段,随后的几个月里该研究团队仍继续保持观测。

      另外还有几个大惊喜。

      “NASA的雨燕人造卫星搜集到的数据表明,在发现TDE后的接下来几天时间里,其发出的光线逐渐变得微弱,散发的热量也减少了很多。这是我们之前从未看到过的现象——另外一格具有代表性的现象是,在TDE达到它最亮的阶段之前我们可以看到它的亮度在逐渐、平稳地上升,它的温度也相对保持恒定。”霍洛恩说道。

      黑洞与恒星的角逐,是宇宙最亮的焰火,还是恒星临终的哭泣

      “在这种情况下,在其进行我们之前有看到过的常规的演变的之前,我们观测到它的亮度和温度均有了显著的下降。这也可以被认作是TED现象的另一个特点,但我们并不能确定,因为没有关于TED早期现象的雨燕数据。”

      除此之外,我们观测到的现象所在的寄主星系普遍比其他银河系要更加年轻和有更多的星尘。同时,在TDE逐渐变至最亮的过程中,他的亮度是平稳增加的。这也是我们之前从未看到过的现象之一。

      在我们观测中,喷射现象发生在离黑洞十分接近的位置,霍洛恩告诉《科学警报》媒体—它们之间的距离也许是视界的几十倍,差不多是火星或地球离太阳那么近的距离。

      黑洞与恒星的角逐,是宇宙最亮的焰火,还是恒星临终的哭泣

      当你想到某个银河系距离你之多远时,这种感觉是十分奇妙的。

      “当我第一次看到TESS(凌星系外行星巡天望远镜)光变曲线时我开始警觉起来,因为从来没有哪次能如此快速且近距离观测到TDE,”他说道。“当我看到时,我就说,我们不得不尽快写一篇论文来报道我们这次发现,因为这将成为一份令人大为惊叹的天文数据资料——在此之后我们还发现了关于其它方面有趣的信息。”

      研究团队继续对ASASSN-19bt进行了为期3个月的追踪观测,并将在另一篇论文里发表他们的研究结果。这将是关于潮汐干扰事件最为详尽的数据资料。

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      与此同时,我们也盼望TESS能像上次那般幸运,再次观测到该现象。这样科学家们就可以获得一组数据用以对照研究。

      “这些观测结果为现象的早期发生阶段,我们现在已经有了模拟该事件的物理模型,但我们还没有相关理论来预测接下来会发生什么,所以希望这些观测结果可以帮助我们改善目前的研究模型。”霍洛恩说道。

      参考资料

      1.WJ百科全书

      2.天文学名词

      3. MICHELLE STARR-果宜- sciencealert

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