巨變中的宇宙—黑洞撕碎并吞噬恆星
文：蕭路
圖：黑洞吞噬恆星概念圖。Credit: ESO/M. Kornmesser
宇宙空間並非一片寧靜。最近，科學家親眼目睹了鄰近宇宙空間中的一次劇烈爆發。這次爆發是由於超大質量黑洞撕碎并吞噬恆星產生的。這是宇宙中一種非常劇烈可怕的現象。
而這次發現的爆發更加獨特，因爲它距離地球僅大約2.15億光年。雖然這聽起來很遙遠，但在巨大的宇宙中，這個距離已經是迄今發現最近的黑洞吞噬恆星的事件了。
「黑洞「吞噬」附近一顆恆星的想法聽起來像科幻小說。但這確實是在潮汐破壞事件中發生的事情。」論文第一作者，英國伯明翰大學(University of Birmingham)的Matt Nicholl教授說。
在潮汐破壞事件中，恆星在被黑洞吸入的過程內會被撕碎並碾壓成義大利麵條形。然而這種現象很難被觀察到。
研究團隊使用歐洲南方天文台(European Southern Observatory, ESO)的超大望遠鏡(Very Large Telescope)和新技術望遠鏡(New Technology Telescope)對準了去年在一個超大質量黑洞附近出現的閃光，以詳細研究潮汐破壞事件。
「當不幸的恆星離星系中心的超大質量黑洞太近時，黑洞的極強引力將恆星撕碎並切成薄薄的物質流。」論文合作者，ESO的研究員Thomas Wevers解釋說。過程中一部分恆星物質掉入黑洞時會釋放明亮的爆發輻射，從而被天文學家觀測到。
儘管爆發的輻射強大且明亮，但迄今為止，天文學家在觀測這種爆發時卻遇到了麻煩，因爲這些輻射通常會被黑洞附近的塵埃和碎屑遮擋。直到現在，天文學家才能夠揭開它的起源。
伯明翰大學的研究員Samantha Oates解釋說：「我們發現，當黑洞吞噬一顆恆星時，它可以向外噴射大量物質，從而阻礙了我們的視線。」這是因為黑洞吞噬了恆星物質時釋放的能量將恆星的碎片向外推動。
而這次觀測之所以成功是因爲研究團隊在恆星剛剛被撕碎不久就發現了。
美國西北大學(Northwestern University)的博士后Kate Alexander說：「由於我們儘早發現了這次事件，所以我們實際上可以看到黑洞啟動了速度高達每秒10000公里的強大物質噴射。噴射出的塵埃和碎片逐漸阻擋了視綫。這為首次發現塵埃和碎片的起源提供了機會，並實時跟蹤其如何遮蔽黑洞。」
研究團隊在6個月內對爆發的亮度增加然後逐漸消失的過程進行了觀測。
「幾個巡天項目在恆星被撕裂后很快就發現了爆發輻射。」 Wevers說，「我們立即將一批地面和太空望遠鏡指向那個方向，以檢驗爆發是如何產生的。」
研究團隊對該事件進行了多次觀察。通過紫外線，可見光，X射線和無線電波的迅速而廣泛的觀察首次揭示了從恆星流出的物質與黑洞吞噬的爆發之間的直接聯繫。
「這顆恆星的質量與我們太陽的質量大致相同，而它質量的一半左右被黑洞吞噬。黑洞的質量則高達一百萬個太陽質量。」Nicholl教授說。
由於這次的事件距離地球很近，研究團隊得以對其進行非常深入的觀測和分析。這對研究未來的黑洞吞噬恆星事件的物理機制有巨大幫助。
這項新觀測也表明鄰近的宇宙空間內也在發生著巨變。恆星被黑洞吞噬並爆發強烈輻射正是劇烈的新舊更替過程的有力證據。
這項研究發表在2020年10月12日的《皇家天文學會月刊》上。
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來源：正見新聞網