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通过意大利化死亡:望远镜记录被黑洞吞噬的恒星的最后时刻

时间:2021-10-27 07:52:09 来源:

这张图描绘了一颗恒星(在前景中)经历了撒肥作用,因为它在“潮汐破坏事件”中被一个超大质量的黑洞(在背景中)所吸引。在ESO的甚大望远镜和ESO的新技术望远镜的帮助下进行的一项新研究中,一组天文学家发现,当黑洞吞噬一颗恒星时,它可以向外发射强大的物质爆炸。

天文学家们使用了欧洲南方天文台(ESO)和世界其他组织的望远镜,发现了一颗恒星被超大质量黑洞撕裂而产生的罕见的爆炸光。这种现象被称为潮汐破坏事件,是迄今为止距地球刚刚超过2.15亿光年的此类耀斑,并且已进行了前所未有的详细研究。这项研究今天发表在《皇家天文学会月刊》上。


天文学家使用来自ESO和世界各地其他组织的望远镜,发现了一颗恒星被超大质量黑洞撕裂而产生的罕见的爆炸光。该视频总结了调查结果。

“黑洞“吸引”附近一颗恒星的想法听起来像科幻小说。但这确实是在潮汐破坏事件中发生的事情。新研究的主要作者,英国伯明翰大学的讲师兼皇家天文学会研究员Matt Nicholl说。但是,这些潮汐破坏事件很少见,而且并不总是很容易学习,因为恒星会被黑洞吸引而经历所谓的意大利面条化。研究人员小组将ESO的超大望远镜(VLT)和ESO的新技术望远镜(NTT)对准了去年在一个超大质量黑洞附近发生的新的闪光,以详细研究一颗恒星被这种恒星吞噬后会发生什么一个怪兽。

天文学家知道理论上会发生什么。“当不幸的恒星离星系中心的超大质量黑洞太近时,黑洞的极强引力将恒星切成薄薄的物质流,”研究作家托马斯·韦弗(Thomas Wevers)说道,他是圣地亚哥ESO研究员,智利,当时是英国剑桥大学天文研究所的负责人。在这种意大利面条化过程中,一些恒星材料细线掉入黑洞时,释放出了明亮的能量,天文学家可以检测到。


此动画描绘了在“潮汐破坏事件”中,一颗恒星被超大质量黑洞吸引而经历了意大利面条化。在ESO的甚大望远镜和ESO的新技术望远镜的帮助下进行的一项新研究中,一组天文学家发现,当黑洞吞噬一颗恒星时,它可以向外发射强大的物质爆炸。

尽管功能强大且明亮,但迄今为止,天文学家仍难以调查这种爆发的光线,这些光线通常被一堆灰尘和碎屑所遮挡。直到现在,天文学家才能够了解这帘幕的起源。

伯明翰大学的萨曼莎·奥特斯(Samantha Oates)解释说:“我们发现,当黑洞吞噬一颗恒星时,它可以向外发射出强烈的物质冲击波,从而阻碍了我们的视线。”发生这种情况的原因是,黑洞吞噬了恒星物质时释放出的能量将恒星的碎片向外推进。

此图显示了潮汐干扰事件AT2019qiz在Eridanus星座中的位置。该地图包括在良好条件下肉眼可见的大多数恒星,AT2019qiz的位置用红色圆圈指示。

这项发现之所以成为可能是因为该团队研究的潮汐破坏事件AT2019qiz是在恒星被撕裂后不久发现的。美国西北航空航天局爱因斯坦研究员凯特·亚历山大(Kate Alexander)表示:“由于我们尽早发现了黑尘,所以我们实际上可以看到尘埃和碎屑的遮盖物,因为黑洞启动了速度高达10000 km / s的强大物质流出。”美国大学。“这种独特的'幕后窥视'提供了第一个机会,可以查明隐蔽物质的起源,并实时跟踪其吞噬黑洞的方式。”

该团队在6个月内对火炬的发光度增加然后逐渐消失的过程进行了观测,该观测站位于Eridanus星座的螺旋星系中。韦弗斯说:“几颗天空调查发现,恒星被撕裂后很快就发现了新的潮汐破坏事件产生的辐射。”“我们立即将一套地面和太空望远镜指向那个方向,以查看光是如何产生的。”


该视频序列放大了发生AT2019qiz潮汐破坏事件的星系。ESO望远镜已经研究了这种现象,即一颗恒星发出的光被超大质量黑洞撕开的现象。

在接下来的几个月中,利用X-shooter和EFOSC2,位于智利的ESO的VLT和ESO的NTT的强大仪器,对该事件进行了多次观察。对紫外线,光学,X射线和无线电波的迅速而广泛的观察首次揭示了从恒星流出的物质与被黑洞吞噬的明亮耀斑之间的直接联系。尼古拉(Nicholl)也是该研究的研究员。他说:“观测结果表明,这颗恒星的质量与我们太阳的质量大致相同,并且它损失了大约一半的巨大的黑洞。爱丁堡大学。

这项研究有助于我们更好地理解超大质量黑洞以及物质在其周围的极端引力环境中的行为。研究小组表示,AT2019qiz甚至可以充当“罗塞塔石”,以解释未来对潮汐破坏事件的观察。ESO的超大型望远镜(ELT)计划于本十年开始运行,它将使研究人员能够探测到越来越微弱和发展更快的潮汐破坏事件,从而解决黑洞物理学的进一步谜团。

此图显示了AT2019qiz位置周围的天空,位于框架的正中央。这张照片是根据《数字天空调查2》中的图像制作的。

参考:M Nicholl,T Wevers,SR Oates,KD Alexander,G Leloudas,F Onori,A Jerkstrand,S Gomez,S Campana,I Arcavi, P Charalampopoulos,M Gromadzki,N Ihanec,PG Jonker,A Lawrence,I Mandel,S Schulze,P Short,J Burke,C McCully,D Hiramatsu,DA Howell,C Pellegrino,H Abbot,JP Anderson,E Berger,PK Blanchard ,G Cannizzaro,TW Chen,M Dennefeld,L Galbany,SGonzález-Gaitán,G Hosseinzadeh,C Inserra,I Irani,P Kuin,TMüller-Bravo,J Pineda,NP Ross,R Roy,SJ Smartt,KW Smith, B Tucker,ŁWyrzykowski和Young博士,2020年10月12日,皇家天文学会月刊。DOI:
10.1093 / mnras / staa2824

该小组由M. Nicholl(英国伯明翰大学伯明翰引力波天文学研究所和物理与天文学学院,英国爱丁堡大学天文研究所,英国皇家天文台[IfA])组成。 Wevers(英国剑桥大学天文研究所),SR Oates(伯明翰),KD Alexander(美国西北大学天体物理学跨学科探索与研究中心以及美国西北大学物理与天文学系[西北]),G。Leloudas( DTU Space,丹麦技术大学国家空间研究所,丹麦[DTU],F。Onori(意大利罗马天文学家意大利空间研究所(INAF),A。Jerkstrand(加辛市Max-Planck-InstitutfürAstrophysik研究所) ,斯德哥尔摩瑞典斯德哥尔摩大学天文系,S。Gomez(美国剑桥天文物理学中心/哈佛大学和史密森尼大学[CfA]),S。Campana(意大利布雷拉INAF–Osservatorio Astronomico di Brera), I.阿卡维(The Scho以色列特拉维夫大学物理与天文学和CIFAR Azrieli全球学者计划,CIFAR,加拿大多伦多),P。Charalampopoulos(DTU),M。Gromadzki(华沙大学,波兰[华沙]天文台),N 。Ihanec(华沙),PG Jonker(荷兰拉德布德大学天体物理/ IMAPP系[Radboud]和荷兰空间研究所SRON,荷兰[SRON]),A。Lawrence(IfA),I。Mandel(澳大利亚莫纳什大学物理与天文学学院莫纳什天体物理中心和澳大利亚引力波发现卓越中心-澳大利亚奥兹格拉夫和伯明翰,S。舒尔兹(以色列魏兹曼科学研究所粒子物理与天体物理系) [Weizmann])P. Short(IfA),J。Burke(美国Goleta的Las Cumbres天文台和美国加州大学圣塔芭芭拉分校的物理系[UCSB]),C。McCully(LCO和UCSB) )D.平松(LCO和UCSB),DA豪威尔(LCO和UCSB),C。 llegrino(LCO和UCSB),H。Abbot(澳大利亚国立大学,天文学和天体物理研究学院),JP Anderson(智利圣地亚哥的欧​​洲南方天文台),E。Berger(CfA),PK Blanchard (西北),坎尼扎罗(Radboud和SRON),T.-W。 Chen(斯德哥尔摩),M。Dennefeld(巴黎天体物理研究所(IAP)和巴黎索邦大学),L。Galbany(西班牙格拉纳达大学费西卡·特里卡·德尔·科斯莫斯分校),S。González-Gaitán(CENTRA -葡萄牙里斯本大学高级技术学院和天体物理学中心,葡萄牙里斯本大学,G。Hosseinzadeh(CfA),C。Inserra(英国加的夫大学物理与天文学院),伊曼·伊维尼(曼彻斯特) ),P。Kuin(英国伦敦大学学院的默拉德空间科学实验室),T。Muller-Bravo(英国南安普敦大学物理与天文学学院),J。Pineda(安德烈斯·贝洛大学的西恩西亚斯·菲西卡斯分校)智利圣地亚哥),NP罗斯(IfA),罗伊·罗伊(R. Roy)(印度甘尼什欣德大学天文与天体物理大学间中心),SJ斯玛特(英国贝尔法斯特女王大学数学与物理学院天体物理研究中心[QUB ]),KW Smith(QUB),B。Tucker(ANU),Ł。Wyrzykowski(华沙),D。R. Young(QUB)。


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