1250亿倍太阳一年的能量!超大黑洞喷射物

一项新的研究发现,一颗被尘埃包裹的巨大黑洞撕裂了一颗恒星,它喷发出超高速粒子喷射出的能量是太阳每年释放能量1250亿倍。这是天文学家第一次直接从黑洞中对这类射流的形成和演化成像。这一发现可能有助于天文学家发现许多黑洞毁灭恒星的新实例。超大质量黑洞的质量是太阳数百万到数十亿倍,被认为潜伏在大多数(如果不是全部的话)大型星系的中心。如果一颗恒星离如此巨大的黑洞太近,它强大的引力就会在所谓的潮汐扰动事件中将其撕裂。

在Arp 299这对相撞的星系中,研究人员发现了超大质量黑洞撕裂附近恒星的证据,将其碎片拉入轨道圆盘中,并向外喷射出强大的粒子,背景照片是哈勃太空望远镜拍摄的撞击星系的照片。图片:Sophia Dagnello/NRAO/AUI/NSF/NASA/STScI

博科园-科学科普:就像黑洞从恒星上撕裂一样,这种物质会形成一个旋转的圆盘,在落入黑洞之前会发出明亮的光芒。先前的研究也表明,粒子喷射从这些所谓的吸积盘的两极以极高的速度向外发射。这项新研究的研究人员说:大多数情况下,超大质量黑洞不会主动吞噬任何东西。到目前为止,天文学家发现的为数不多的潮汐扰动事件为科学家们提供了更多了解这些喷流的形成和演化的机会。2005年1月30日,天文学家利用位于加那利群岛的威廉·赫歇尔望远镜分析了一对被称为Arp 299的碰撞星系,该星系距离地球近1.5亿光年。该研究的共同作者,芬兰土尔库大学的Seppo Mattila说:他们发现了来自Arp 299的一个碰撞星系核心的明亮的红外光爆发。

2005年7月17日,使用甚长基线数组(基线)- 10射电望远镜网络遍布数千英里,可以共同努力,基本上就像一个巨大的射电望远镜——科学家发现一种新的广播源排放量Arp 299的同一位置。马提拉在一份声明中说:随着时间的推移,这颗新星体在红外线和射电波长下仍然很亮,但在可见光和x射线下却不亮。”“最可能的解释是,银河系中心附近厚厚的星际气体和尘埃吸收了x射线和可见光,然后将其重新辐射成红外线。

研究人员最初认为这是一颗超新星爆炸的恒星,但这个解释与数据不符。近十年来的持续监测显示,被称为Arp 299-B AT1的射电辐射源朝一个方向扩展,就像喷气式飞机所期望的那样,但对于超新星来说却不是这样。无线电数据显示,飞机上的物质以平均约25%的光速向外喷射。与此形成对比的是,西班牙格拉纳达Andalusia天体物理研究所的Miguel Perez-Torres在接受Space.com采访时表示,一颗超新星在10年后的平均膨胀速度至多是光速的5%。马提拉说:我们继续耐心地收集越来越多的数据,以发现这个来源的真正本质,我们的耐心得到了回报。

组合我们的红外线和无线电观测,加上先进的射电喷流的模拟和计算红外发射的尘土飞扬的区域周围的一个超大质量的黑洞,就留给我们一个合理的解释——红外线和无线电发射的破坏来自不幸的恒星被黑洞吞噬时通过太接近这个宇宙怪兽。研究人员估计,这种喷射来自一个质量为太阳2000万倍的超大黑洞。黑洞位于一对相互碰撞的星系的核心位置,它的作用是撕碎一颗比太阳质量大两倍的恒星。佩雷斯-托雷斯在一份声明中说:“我们以前从来没有直接观察到这些事件中某一事件的形成和演变。”科学家们说,新的发现令人惊讶:Arp 299-B AT1被发现是一个项目的一部分,该项目旨在探测碰撞对星系中的超新星爆炸。

这一红外爆炸最初被认为是超新星爆炸——直到2011年,也就是爆炸发生六年后,Arp 299-B AT1才开始显示出它的延伸,而不是一颗超新星。在过去的十年,飞机释放超过1.5 x 10 ^ 52尔格的能量在红外和无线电波,这大约是太阳每年释放能量的1250亿倍。在VLBA的帮助下,现在科学家们正在“见证无线电来源如何分裂成几个独立的来源,告诉我们射流与周围介质的相互作用是如何进行的。科学家们指出,这一现象在可见光和x射线波段并不明亮,可能是由于气体和尘埃的影响。

这可能有助于解释为什么潮汐扰动事件并不像理论上预测的那样明亮。在星系的尘埃中心漏掉了多少类似的事件,这些事件只能通过红外和射电观测才能被发现,但在光学光线下是完全不可见的?。这些新的发现表明,红外和射电望远镜可能会发现许多潮汐中断事件,直到现在才发现,因为灰尘吸收了它们的任何可见光,。这些事件在早期宇宙中可能更为常见,因此研究它们可能有助于科学家了解新生的宇宙。这项研究于6月15发表在《科学》上。

博科园-科学科普|文:Charles Q. Choi/Space