皮皮虾科普网

皮皮虾科普网
分享国内外科学知识
皮皮虾科普网-国内外科学-科技-科普

黑洞吞噬恒星的新发现揭示了快速盘形成

更新时间:2020-09-12 14:54点击:

  当恒星太靠近超大质量黑洞时,潮汐力将其撕裂,当来自恒星的物质掉入黑洞时,产生明亮的辐射。天文学家研究了来自这些“潮汐破坏事件”(TDE)的光,以了解潜伏在星系中心的超大质量黑洞的进食行为。

黑洞吞噬恒星的新发现揭示了快速盘形成

  加州大学圣克鲁斯分校的天文学家领导的新的TDE观测现在提供了明确的证据,表明恒星产生的碎片在黑洞周围形成了一个旋转盘,称为吸积盘。加州大学的博士后研究员第一作者洪志刚说,理论家一直在争论潮汐破坏事件期间吸积盘是否能有效形成,新发现被发表在《天体物理学杂志》上并在网上发布,这将有助于解决这个问题。圣诞老人。

  洪说:“按照经典理论,TDE耀斑由吸积盘驱动,从内部区域产生X射线,在该区域中,热气体旋入黑洞。” “但是对于大多数TDE,我们看不到X射线-它们主要在紫外线和光学波长发光-因此,有人建议,我们看到的不是恒星盘,而是恒星碎片流碰撞产生的放射。”

  UCSC天文学和天体物理学教授Enrico Ramirez-Ruiz和香港大学的Dai Dai的合著者开发了一种理论模型,该模型于2018年发表,该模型可以解释为什么尽管在TDE中形成了X射线,但通常在TDE中却未观察到X射线吸积盘。新的观察结果为该模型提供了有力的支持。

  拉米雷斯·鲁伊斯说:“这是在这些事件中即使在我们看不到X射线的情况下也会形成吸积盘的可靠证据。” “靠近黑洞的区域被光学上浓厚的风遮挡,因此我们看不到X射线的发射,但是我们确实看到了来自扩展椭圆盘的光学光。”

  吸积盘的证据来自光谱观察。UCSC天文学和天体物理学助理教授Ryan Foley的合著者及其团队在2018年11月由SuperNovae的全天空自动调查(ASAS-SN)首次检测到TDE(命名为AT 2018hyz)后开始监测。Foley在2019年1月1日晚上在加州大学里克天文台用3米Shane望远镜观察TDE时发现了一个不寻常的光谱。

  他说:“我的下巴掉了,我立即知道这会很有趣。” “最引人注目的是氢线-氢气的排放-具有双峰曲线,这与我们所见过的任何其他TDE不同。”

  Foley解释说,频谱中的双峰是由多普勒效应引起的,多普勒效应改变了移动物体发出的光的频率。在围绕黑洞盘旋并以一定角度观察的吸积盘中,某些物质将向观察者移动,因此它发出的光将被转移到更高的频率,而某些物质将远离探测器。观察者,它的光移到了较低的频率。

  弗利说:“这是一种相同的效果,它导致赛车在赛道上行驶时,汽车的声音从高音向高音转变为低音,并开始远离您。” “如果您坐在看台上,那么一转弯的汽车都朝着您移动,而另一转弯的汽车则朝着您移动。在吸积盘中,气体以类似的方式在黑洞周围移动,这就是频谱中的两个峰值。”

  团队在接下来的几个月中继续收集数据,并随着时间的推移用几台望远镜观察TDE。洪对数据进行了详细的分析,这表明在恒星破裂后的几周内,盘的形成相对较快。研究结果表明,尽管双峰发射非常罕见,但在光学检测的TDE中,盘的形成可能很常见,这取决于诸如盘相对于观察者的倾斜度等因素。

  拉米雷斯·鲁伊斯说:“我认为我们很幸运。” “我们的模拟表明,我们观察到的结果对倾角非常敏感。有一个首选的方向可以看到这些双峰特征,而有一个不同的方向可以看到X射线辐射。”

  他指出,洪对多波长后续观察的分析,包括光度和光谱数据,为这些异常事件提供了前所未有的见解。拉米雷斯·鲁伊斯说:“有了光谱,我们就可以学到很多关于气体的运动学知识,并且对吸积过程以及推动排放的动力有更清晰的了解。”

  除了Hung,Foley,Ramirez-Ruiz和UCSC团队的其他成员外,该论文的合著者还包括哥本哈根Niels Bohr研究所的科学家(Ramirez-Ruiz拥有Niels Bohr教授职位);香港大学 澳大利亚墨尔本大学;卡内基科学研究所;和太空望远镜科学研究所。

  观测是在智利拉斯坎帕纳斯天文台的里克天文台,WM凯克天文台,南方天体研究(SOAR)望远镜和Swope望远镜中获得的。这项工作得到了美国国家科学基金会,戈登和贝蒂摩尔基金会,戴维和露西尔·帕卡德基金会以及海辛·西蒙斯基金会的部分支持。


黑洞吞噬恒星的新发现揭示了快速盘形成