@ 2023.09.07 , 07:08

黑洞的奇异行为:吞噬恒星后多年“打嗝”喷出残骸

概要:

黑洞吞噬恒星后,多达一半的黑洞会在数年后"打嗝",将恒星残骸喷射出来。研究人员观察了参与潮汐撕裂事件的黑洞多年,发现在多达50%的情况下,黑洞在潮汐撕裂事件后数年会"打嗝",喷射出恒星物质。这些黑洞在早期没有射电辐射,但在数年后突然会在射电波段"开启"。研究人员还发现,24个黑洞中有10个在恒星毁灭事件后的两到六年间重新喷射物质。这一发现挑战了现有的计算模型,需要更新以解释黑洞的这种意外行为。

黑洞的奇异行为:吞噬恒星后多年“打嗝”喷出残骸
想象图:黑洞撕裂并吞噬一颗恒星

多达一半吞噬恒星的黑洞会在数年后“喷出”它们的残骸。天文学家在观察涉及潮汐撕裂事件(TDE)的黑洞数年后发现了这一发现。

当恒星靠近黑洞时,就会发生TDE。这些宇宙怪物的巨大引力施加了令人难以置信的潮汐力,拉伸和挤压恒星,这个过程被称为意面化。参与TDE的不幸恒星在几个小时内被撕裂或“解开”,这一过程通过可见光中的强大电磁辐射闪光来标志。

被摧毁恒星的一些物质被抛离黑洞,而其余部分形成了一个薄的飞盘状结构,称为吸积盘,逐渐将物质供给黑洞。在早期,吸积盘是不稳定的,物质会四处波动并相互碰撞,导致可通过无线电波检测到的流出。但是,传统上,天文学家只在TDE之后的几个月内观察这些吞星黑洞。

然而,在这项新研究中,天文学家观察了涉及TDE的黑洞数百天,发现在多达50%的情况下,黑洞在TDE数年后会“喷出”恒星物质。

“如果你数年后再看,这些黑洞中非常非常大的一部分在这些早期没有无线电发射的黑洞实际上会突然在无线电波中‘打开’,”研究的首席作者、哈佛大学和史密森天体物理学中心的研究助理Yvette Cendes告诉《生活科学》。“我称之为‘打嗝’,因为我们有一种延迟,这种物质直到比人们预期的要晚得多才从吸积盘中流出。”

这24个黑洞中有10个在恒星毁灭事件发生后的两到六年之间重新发射了这些物质。这些观察结果被描述在8月25日上传到预印本数据库arXiv的一项研究中,该研究尚未经过同行评议。

黑洞确实是粗鲁的食客

Cendes和团队不知道是什么原因导致黑洞在多年后“开启”,但无论是什么原因,肯定不是来自黑洞内部。

黑洞的标志是事件视界,即重力如此强大,甚至连光都无法逃脱。“黑洞在通过事件视界之前就是非常极端的引力环境,这是真正推动这一切的原因,”Cendes说。“我们还不完全理解无线电波中观察到的物质是来自吸积盘还是存储在更靠近黑洞的地方。不过,黑洞绝对是不整洁的食客。”

部分谜团源于模拟TDE的计算机模型,这些模型通常在恒星被摧毁后几周内终止。这项新研究表明,这些模型需要更新以捕捉黑洞最意外的行为。

例如,在两个案例中,黑洞发出的无线电波达到高峰,然后衰减,再次达到高峰。

“有第二个高峰,两个黑洞重新变亮,这完全是新的和意外的,”Cendes说。“人们认为你会有一个流出,然后就结束了。所以这个观察结果意味着这些黑洞可以‘开启’,然后再次‘开启’。”

Cendes表示,团队将继续监测所有引起TDE的黑洞,特别是因为其中一些黑洞仍在变亮。

本文译自 Live Science,由 BALI 编辑发布。

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