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贪婪的黑洞每次经过都会吞噬相当于三个地球的恒星

摘要 附近星系中的一颗像太阳一样的恒星正在逐渐被一个小而贪婪的黑洞吞噬,每次经过它时,它都会失去相当于三个地球质量的质量。莱斯特大学天文...

附近星系中的一颗像太阳一样的恒星正在逐渐被一个小而贪婪的黑洞吞噬,每次经过它时,它都会失去相当于三个地球质量的质量。

莱斯特大学天文学家的这一发现今天(9 月 7 日)发表在《自然天文学》杂志上,为我们关于黑洞扰乱轨道恒星的知识提供了一个“缺失的环节”。它表明整个恒星群正处于被吞噬的过程中,但仍未被发现。

该团队得到了英国航天局和英国科学技术设施委员会(STFC)的支持。

天文学家通过一道明亮的X射线闪光向天文学家发出报,该闪光似乎来自附近星系2MASX J02301709+2836050的中心,距离银河系约5亿光年。它被命名为 Swift J0230,它在第一次发生的那一刻就被发现了,使用的是 Neil Gehrels Swift 天文台科学家开发的新工具。他们迅速安排了对其进行进一步的斯威夫特观测,发现它并没有像预期的那样衰减,而是会明亮地闪烁 7-10 天,然后突然关闭,大约每 25 天重复一次这个过程。

在所谓的准周期性喷发和周期性核瞬变中也观察到了类似的行为,即当恒星的轨道靠近黑洞时,恒星的物质会被黑洞撕裂,但它们的不同之处在于喷发的频率以及是否会发生爆炸。爆炸主要是在 X 射线或可见光中。Swift J0230的排放规律介于两者之间,表明它构成了两种类型爆发之间的“缺失环节”。

以针对这两类事件提出的模型为指导,科学家们得出结论,Swift J0230 爆发代表了一颗与我们太阳大小相似的恒星,在围绕银河系中心低质量黑洞的椭圆轨道上。当恒星的轨道接近黑洞的强烈引力时,相当于三个地球质量的物质从恒星的大气层中被拉出,并在落入黑洞时被加热。大约 200 万摄氏度的高温释放出大量 X 射线,这些 X 射线首先被 Swift 卫星接收到。

主要作者、莱斯特大学物理与天文学学院的菲尔·埃文斯博士说:“这是我们第一次看到像太阳这样的恒星被低质量黑洞反复撕碎和吞噬。所谓的“重复、部分潮汐破坏”事件本身就是一个相当新的发现,似乎分为两种类型:每隔几个小时爆发一次的事件,以及每年左右爆发一次的事件。这个新系统正好符合这些之间的差距,当你运行数字时,你会发现所涉及的对象类型也很好地吻合。”

与埃文斯博士一起研究雨燕卫星的罗布·艾尔斯-费里斯博士最近在莱斯特完成了博士学位,其中包括对恒星被黑洞扰乱的研究。他解释说:“在我们过去看到的大多数系统中,恒星都被完全摧毁了。Swift J0230 是对部分破坏恒星类别的一个令人兴奋的补充,因为它向我们展示了已发现的这两类天体确实存在联系,而我们的新系统为我们提供了缺失的链接。”

莱斯特大学的 Kim Page 博士负责这项研究的数据分析,他说:“鉴于我们在启用新的瞬态狩猎工具后的几个月内就发现了 Swift J0230,我们预计还有更多的物体就像这样,等待被发现。”

克里斯·尼克松博士是一位理论天体物理学家,最近从莱斯特大学转到利兹大学。他主导了这一事件的理论解释。他的研究由英国科学技术设施委员会和 Leverhulme Trust 资助。

他们估计该黑洞的质量约为太阳质量的 10,000 至 100,000 倍,这对于通常在星系中心发现的超大质量黑洞来说相当小。我们银河系中心的黑洞被认为有 400 万个太阳质量,而大多数黑洞都在 1 亿个太阳质量范围内。

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