作者莫莉·波特,钱德拉x光中心 信用:x光:美国宇航局/CXO/CSIC-INTA/通用
Miniutti等人
;插图:美国航天局/CXC/M
韦斯;按图像、标题和视频 天文学家可能已经发现了一种新的生存故事:一颗恒星与一个巨大的黑洞擦肩而过,并通过x光的惊叹声讲述了这个故事
来自美国国家航空航天局钱德拉x光天文台和欧洲航天局XMM-Newton的数据揭示了这一说法,它始于一颗红巨星在距离地球约2.5亿光年的星系中过于靠近一个超大黑洞
黑洞位于一个名为GSN 069的星系中,质量约为太阳的40万倍,是超大质量黑洞的一小部分
一旦红巨星被黑洞的引力俘获,含有氢的恒星外层就会被剥离,并向黑洞倾斜,留下恒星的核心——也就是白矮星——在后面
进行这项研究的英国莱斯特大学的安德鲁·金说:“根据我对x光数据的解释,白矮星幸存了下来,但它没有逃脱。”
“它现在被捕获在围绕黑洞的椭圆轨道上,大约每九个小时绕一圈
" 当白矮星几乎每天运行三次时,黑洞会在其最近的接近点(不超过事件视界半径的15倍——不可返回点——远离黑洞)将物质带走
恒星碎屑进入黑洞周围的圆盘,释放出钱德拉和XMM-Newton能够探测到的一束x光
此外,金预测引力波将由黑洞和白矮星对发射,尤其是在它们最近的点
这颗恒星及其轨道的未来是什么?引力波和恒星失去质量时尺寸变化的综合作用,应该会导致轨道变得更圆,尺寸增大
质量损失率稳步下降,白矮星与黑洞距离的增加也是如此
“它会拼命逃跑,但没有逃脱的机会
黑洞会越来越慢地吃掉它,但永远不会停止,”金说
“原则上,这种质量损失会持续到,甚至在白矮星缩小到木星质量之后,大约在一万亿年内
对于宇宙来说,这将是一个非常缓慢和复杂的制造行星的方法!" 天文学家已经发现许多恒星因遭遇黑洞(所谓的潮汐破裂事件)而完全分裂,但几乎没有报道过恒星可能幸存的未遂事件
考虑到宇宙交通模式的统计数据,这样的放牧相遇应该比直接碰撞更常见,但由于几个原因,它们很容易被错过
首先,一颗质量更大、幸存的恒星可能需要太长时间才能完成围绕黑洞的轨道,天文学家无法看到重复的爆发
另一个问题是,比GSN 069中的黑洞质量大得多的超大质量黑洞可能会直接吞噬一颗恒星,而不是落入它们周期性失去质量的轨道的恒星
在这些情况下,天文学家不会观察到任何东西
“用天文学术语来说,这个事件只能在我们目前的望远镜中短时间内看到——大约2000年,”金说
“因此,除非我们非常幸运地抓住了这一个,否则我们可能会错过更多
这样的相遇可能是像地球科学网069那样大小的黑洞成长的主要途径之一
" 金预言白矮星的质量只有太阳的十分之二
如果白矮星是红巨星的核心,而红巨星的氢被完全剥离,那么它应该富含氦
氦可能是在红巨星演化过程中氢原子融合产生的
“想到可以推断出2.5亿光年外的一颗小恒星的轨道、质量和组成,这是很了不起的,”金说
金根据他的设想做了一个预测
因为白矮星离黑洞如此之近,广义相对论的影响意味着轨道轴的方向应该摆动,或者“进动”
“这种摆动应该每两天重复一次,并且用足够长的观测时间就可以探测到
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