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黑洞如何吞噬恒星?將其撕扯成碎片并釋放強烈輻射

來源:www.dwizeg.live 時間:2018-06-02 編輯:w1ucheng 獵奇指數: 手機版

   我們普通人,對于黑洞的認知,一般僅僅停留在表面。我們清楚地知道黑洞會吞噬恒星,但并不知道其吞噬的方法。下面,小編就要給大家細致講解一下黑洞吞噬恒星的原理。

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  恒星被撕裂之后產生的物質被黑洞吞噬的示意圖。這些物質形成了一個吸積盤,但由于同時經過黑洞的物質過多,導致溫度升高,釋放出大量的光線和輻射(兩個箭頭),并且可以在地球上觀測到。

  新浪科技訊 北京時間5月31日消息,據國外媒體報道,這是宇宙中最劇烈的事件之一,當恒星太過靠近星系中央的超大質量黑洞時,會被巨大的引力撕扯成碎片。現在,研究人員對這種特定現象——稱為潮汐撕裂事件(tidal disruption event,簡稱TDE)又有了新的發現。

  丹麥哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所(Niels Bohr Institute)和美國加州大學圣克魯斯分校的研究者提出了一個新的統一模型,對近期觀察到的這類極端事件進行了解釋。

  這項突破性的研究結果發表在近期的《天體物理學雜志通信》(Astrophysical Journal Letters)上,為這個快速成長的研究領域提供了新的理論視角。共同作者、哥本哈根大學的恩里科·拉米雷茲-魯伊茲(Enrico Ramirez-Ruiz)說:“最近十年,我們才開始能將潮汐撕裂事件去其他星系現象區別開來,而新模型將為我們提供基本框架,更好地理解這些罕見事件。”

  在大多數星系中,中央黑洞往往十分沉寂,在吞噬物質方面并不活躍,因此也不會釋放出任何光線。潮汐撕裂事件十分罕見,在典型星系中大約1萬年才發生一次。然而,如果一顆倒霉的恒星太過靠近,被黑洞撕裂的話,黑洞會吞進大量的恒星碎片,并釋放出強烈的輻射。

  “了解物質如何在這樣極端的條件下進入黑洞,是一件很有趣的事情,”論文第一作者、哥本哈根大學助理教授Jane Lixin Dai說,“在黑洞吞噬恒星氣體的同時,會釋放大量的輻射。我們能觀察到這些輻射,而利用觀察結果,我們就能了解其中的物理學過程,并計算黑洞的特征。因此,搜尋潮汐撕裂事件是非常有意思的。”

  盡管科學家推測,所有潮汐撕裂事件中發生的物理學過程應該都一樣的,但就目前觀察到的二十多次事件中,呈現出來的黑洞特征有著巨大差別。有些黑洞主要釋放X射線,另一些則主要釋放可見光和紫外線。

  理論物理學家一直在努力理解這種多樣性,并將這一難題的不同方面組合成一個連貫的模型。新模型從觀察者的視角解釋了觀察結果的差異。“這就像有張面紗覆蓋了一只野獸的某些部分,”拉米雷茲-魯伊茲解釋道,“從某些角度,我們看到的是一整只野獸,但從其他角度看,野獸又被遮住了。同樣一只野獸,但給我們的感覺是不一樣的。”

  Jane Lixin Dai等研究者開發的這一模型結合了包括廣義相對論、磁場、輻射和氣體流體動力學等在內的多個要素。

  超大質量黑洞是星系中央密度極大的區域,其質量可達太陽的數十億倍。它們會導致時空下陷(想象圖),即使光線也無法逃脫其引力。

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  什么是黑洞?

  黑洞的密度極大,以至于沒有任何形式的輻射——即使是光——能夠逃脫它們的引力。在巨大的引力作用下,黑洞能將塵埃和氣體聚攏在周圍。科學家推測,黑洞的巨大引力可能就是星系中的恒星圍繞運轉的原因。不過,黑洞的起源一直是未解的謎題。

  天文學家認為,黑洞可能是巨大的塵埃云團——比太陽大10萬倍——塌縮形成的。許多這樣的黑洞不斷融合,最終形成更加龐大的超大質量黑洞,后者在所有已知的大型星系中央都有發現。

  另一方面,超大質量黑洞也可能來源于巨型恒星——質量可達太陽的100倍。在燃料耗盡之后,巨型恒星可能會塌縮形成黑洞。巨型恒星死亡之后也可能形成超新星,這是一種劇烈的爆發過程,能將物質從恒星外層拋射到太空深處。

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