物理科技生物学-PHYICA

失控的恒星可能解释黑洞的艾卡诺消失行为

天文学与空间 2022-02-05 00:01:13

作者托尼·格雷丘斯,美国宇航局戈达德太空飞行中心 这张插图显示了一个被气体圆盘包围的黑洞

在左侧面板中,一条碎片向磁盘落下

在右边的面板中,碎片分散了一些气体,导致日冕(黑洞上方的白光球)消失

信用:美国航天局/JPL-加州理工学院 在一个遥远星系的中心,一个黑洞正在慢慢吞噬一个围绕它旋转的气体圆盘,就像水绕着排水管旋转一样

随着源源不断的气体被吸入张开的血盆大口,超热粒子聚集在黑洞附近,在圆盘的上方和下方,产生明亮的X射线辉光,在地球上3亿光年之外都能看到

众所周知,这些被称为黑洞冠的超热气体的集合,随着黑洞的形成,它们的亮度会出现明显的变化,变亮或变暗高达100倍

但是两年前,天文学家敬畏地看着来自一个被称为1ES 1927+654的星系中黑洞冕的x光完全消失,在大约40天内消失了10,000倍

几乎是立刻,它开始反弹,大约100天后,它变得比事件发生前亮了近20倍

来自黑洞日冕的x光是黑洞进食的直接副产品,所以来自1ES 1927+654的光线消失可能意味着它的食物供应被切断了

在《天体物理学杂志快报》的一项新研究中,科学家假设一颗失控的恒星可能离黑洞太近并被撕裂

如果是这样的话,来自恒星的快速移动的碎片可能会撞穿圆盘的一部分,短暂地驱散气体

智利圣地亚哥的迭戈波塔莱斯大学的助理教授、该研究的主要作者克劳迪奥里奇说:“我们通常在黑洞的吸积中看不到这样的变化。”

“这太奇怪了,一开始我们以为数据可能有问题

当我们看到它是真实的,它非常令人兴奋

但是我们也不知道我们在处理什么;我们交谈过的人都没有见过这样的事情

" 几乎宇宙中的每个星系都可能在其中心有一个超大质量黑洞,就像1ES 1927+654中的那个,质量比我们的太阳大数百万或数十亿倍

它们通过消耗环绕它们的气体而生长,也称为吸积盘

因为黑洞不发光也不反射光,所以它们不能被直接看到,但是来自它们的日冕和吸积盘的光提供了一种了解这些黑暗物体的方法

作者的恒星假说也得到这样一个事实的支持,即在x光信号消失的几个月前,地球上的天文台看到圆盘在可见光波长(人眼可以看到的波长)下变亮了很多

这可能是恒星碎片与圆盘最初碰撞的结果

深入挖掘 1ES 1927+654中的消失事件是独一无二的,不仅因为亮度的戏剧性变化,还因为天文学家能够对其进行彻底的研究

可见光耀斑促使里奇和他的同事要求使用美国国家航空航天局的中子星内部复合离子探测器(更好)对黑洞进行后续监测,这是国际空间站上的一架x光望远镜

总之,在15个月的时间里,NICER观察了这个系统265次

美国国家航空航天局的尼尔·格里尔斯·斯威夫特天文台(也在紫外光下观察该系统)以及美国国家航空航天局的核光谱望远镜阵列(NuSTAR)和欧空局(欧洲航天局)的XMM-Newton天文台(美国国家航空航天局参与其中)获得了额外的x光监测

当来自日冕的x光消失后,更好和斯威夫特观察到来自系统的低能x光,因此,这些观测站共同提供了整个事件的连续信息流

尽管一颗任性的恒星似乎是最有可能的罪魁祸首,但作者指出,对于这一史无前例的事件,可能还有其他解释

观测的一个显著特征是亮度的整体下降不是一个平稳的过渡:日复一日,NICER探测到的低能量x光显示出戏剧性的变化,有时亮度在短短八小时内变化100倍

在极端情况下,已知黑洞的日冕会变亮或变暗100倍,但时间尺度要长得多

连续几个月如此迅速的变化是非同寻常的

“这个数据集有很多困惑,”麻省理工学院物理学助理教授、这项新研究的合著者艾琳·卡拉说

“但这很令人兴奋,因为这意味着我们正在学习一些关于宇宙的新知识

我们认为恒星假说是一个很好的假说,但我也认为我们将在很长一段时间内分析这个事件

" 这种极端的可变性可能在黑洞吸积盘中比天文学家意识到的更普遍

许多正在运行的和即将到来的天文台都是为了寻找宇宙现象的短期变化而设计的,这种做法被称为“时域天文学”,它可以揭示更多像这样的事件

“这项新的研究是一个很好的例子,说明了观测计划的灵活性如何使美国国家航空航天局和欧洲航天局的任务能够研究进化相对缓慢的物体,并寻找它们平均行为的长期变化,”该项研究的合著者、马里兰州格林贝尔特的马里兰大学公园和美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心(GSFC)的更好任务的天体物理学家迈克尔·洛温斯坦说

“这个正在进食的黑洞会恢复到破坏事件之前的状态吗?还是体制发生了根本改变?我们正在继续观察以找出答案

"

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

本文链接:http://www.phyica.com/tianwenxue/9596.html

发表评论

用户头像 游客
此处应有掌声~

评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~