天文学家目睹18个贪婪的黑洞撕裂并吞噬恒星,这些可怕的发现的数量比本地宇宙中发现的潮汐扰动事件的数量多了一倍多。
对于那些冒险太靠近黑洞的恒星来说,外面是一片宇宙丛林。麻省理工学院的一个研究小组发现了18个新的黑洞实例,它们正在撕裂恒星并享用恒星的残骸。
这一结果比本地宇宙中可怕的撕碎恒星的潮汐扰动事件(TDEs)的数量增加了一倍多。这些发现可以帮助天文学家更好地估计整个宇宙中发生潮汐扰动事件的数量,使其发生率更接近理论预测。
当恒星过于接近黑洞时,黑洞的引力会在恒星中产生巨大的潮汐力,以至于恒星体被垂直拉伸,而水平方向则被挤压,这个过程被称为“穗状化”。来自恒星的物质在黑洞周围形成一个扁平的圆盘,其中一些物质吸积到黑洞中心,而其他恒星物质则被强大的磁场引至两极,并以接近光速的喷流形式喷射出来。
此前,天文学家一直认为,黑洞会撕裂并吞噬恒星,同时在星系中喷射出高能喷流,这些星系最近经历了被称为“星爆”的恒星密集诞生期。
然而,这项研究意味着潮汐扰动事件可能发生在更广泛的星系中,并有助于解释在这类事件周围看到的极端物理现象。
搜寻潮汐扰动事件是如何开始的?
发现了有史以来距离地球最近的潮汐扰动事件之后,麻省理工学院的研究小组开始寻找更多吞噬恒星的黑洞。他们在距离地球约1.37亿光年的NGC7392星系中看到了一个耀斑。
他们说,这开辟了一种发现主动觅食黑洞的全新方法。它涉及使用红外光和一种算法,在红外数据中寻找表明短暂或“瞬时”辐射爆发的模式。这项技术是根据国家航空航天局的宽视场红外巡天探测器收集的历史数据完成的。自2009年发射以来,NEO-WISE一直在地球上空搜索短暂的红外光爆发。
研究小组随后将他们发现的瞬变现象与距离地球6亿光年范围内的星系目录进行了交叉对比,发现这些红外线爆发可以追溯到大约1000个星系。
研究人员放大了这些星系,试图发现他们探测到的信号是否来自潮汐扰动事件,或者是否可能由其他剧烈事件引发,比如一颗即将死亡的大质量恒星的超新星爆发。这些信号也有可能来自星系中心的超大质量黑洞,因为它们以坠落的尘埃和气体为食。
艺术家描绘的黑洞吞噬恒星产生的X射线束,该光束会冲击物质,释放出其他类型的光线。
这最终导致发现了18个合法的TDE信号,它们是黑洞引力影响在恒星中产生潮汐力的结果,最终导致了一些血淋淋的恒星死亡。
令人惊讶的是,研究小组发现,潮汐扰动事件似乎出现在整个天空的一系列星系中,包括那些充满厚厚尘埃云的星系。
隐藏宇宙罪行
从整体上看,这项研究有助于解决有关潮汐扰动事件的一些重大问题。
麻省理工学院研究人员的发现也可以解释,为什么潮汐扰动事件似乎并不像理论预测的那样辐射出那么多的能量,研究小组认为能量不足是由于尘埃吸收了潮汐扰动事件的光学和X射线辐射以及极端紫外线辐射。
将他们新发现的18个潮汐扰动事件与之前观测到的同性质事件结合在一起,据估计,星系大约每5万年经历一次潮汐扰动事件,这与之前的理论预测一致。
(据《科技日报》)