全球视点!有种恒星走上特殊轨道,反复被超大质量黑洞撕开外层

来源:十轮网 发布时间:2023-02-15 08:40:06


(资料图片仅供参考)

黑洞吞噬恒星的现场被称为潮汐破坏事件,不过有些恒星不会被一次性吃干抹净,而是周期性路过该黑洞,每次都被剥离一些些。天文学家为此创建一个重复性潮汐破坏事件模型,描述此类恒星周期性围绕超大质量黑洞的惊人轨道。

一般来说,一场潮汐破坏事件(tidal disruption event,TDE)只会存在一次,因为超大质量黑洞的极端引力场会彻底摧毁倒霉路过的恒星,而原本沉默的黑洞在吃完恒星后也会再度“消失”于黑暗中。科学家原本一直假设,恒星与超大质量黑洞近距离接触的后果只有恒星被完全摧毁这条路。

然而某些情况下,有些恒星的高密度核心与超大质量黑洞引力相互作用后得以幸存,且不只一次绕该黑洞运行,科学家称此为重复潮汐破坏事件,比如2018年首次发现的AT2018fyk事件。

AT2018fyk事件原本被当作普通潮汐破坏事件,然而天文学家注意到同地方在归于黑暗一阵子后再次出现明亮X射线,于是研究人员提出可能有恒星在与超大质量黑洞接触后活下来,并开始于黑洞周围轨道运行。

通过建模,团队表示主角原本是一对联星,其中一颗恒星不幸被黑洞吞噬,另一颗恒星则通过Hills capture过程被黑洞捕获、以1,000公里/秒速度推至新的轨道成为超高速恒星,轨道周期约1,200天,之后每当恒星经过与黑洞最近的点,就会被反复剥离外壳,拉出来的物质形成黑洞明亮吸积盘,研究人员可使用X射线、紫外线、光学望远镜观察它。

那么一颗恒星如何与死亡擦肩而过呢?距离和轨迹必须恰到好处。如果恒星与黑洞正面相撞并通过事件视界,则恒星将被黑洞吞噬;如果恒星非常靠近黑洞且超过洛希极限(Roche limit),恒星也会被摧毁。根据新模型结果,幸存恒星的轨道接近洛希极限,但没有完全穿越,因此恒星只有表面一些物质被黑洞剥离,核心材料仍保持完好。

只不过随着恒星反复经过黑洞,研究人员估计恒星每次都会损失1~10%质量,假如每次质量损失约1%,那么这颗恒星应该还能多次与黑洞相会;若质量损失接近10%,那么这颗恒星可能已被撕碎。

团队未来几年将持续关注以验证模型,根据预测,黑洞吸积盘发出的辐射将于2023年3月左右突然消失,等到2025年恒星重新靠近并被剥离新一层物质时再次变亮。

该研究概述了我们可能有办法计算超大质量黑洞下次进食的时间,想想我们地球可以将望远镜对准数百万光年外的黑洞,等待分析它们进食与增长就令人兴奋。

(首图来源:pixabay)

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