科學家觀測到稀有黑洞撕裂恆星,或可成最有力中等質量黑洞候選人

2020-12-05 心悅於君

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科學家觀測到有史以來最有力的中等質量黑洞候選人吃掉恆星,這是一種非常罕見、比超大質量黑洞還難以捉摸的天體,更是宇宙天體演化中一個尚無法確認的空白環節。

宇宙中潛伏著各式各樣黑洞,比如假想類型的原初黑洞(primordial black hole,又稱為太初黑洞),這類黑洞不是由大質量恆星引力坍縮形成,而是誕生自大爆炸暴漲時期物質的超高密度條件,儘管大多數高密度區域很快隨宇宙膨脹而散開,但原初黑洞會保持穩定至今。

但目前公認存在的黑洞只有兩種,一種是由大質量恆星(大約 20 倍太陽質量)重力坍塌後所形成的「恆星黑洞(stellar black hole)」,可以藉伽瑪射線暴或超新星發現其蹤跡;或是在所有已知星系中心掌控大局的「超大質量黑洞(supermassive black hole)」,其質量可達太陽的數百萬~170 億倍。

上述兩者只要一進食就很容易被檢測,唯有介於兩者之間的假想類型最難捉摸:中介質量黑洞(IMBH),科學家試圖找到中等質量黑洞的少數幾種方法之一,就是等待恆星靠近黑洞並刺激其食慾,促使黑洞邊進食邊發射出我們能以望遠鏡觀察到的輻射;然而,IMBH 可能存在的地點附近通常沒東西吃,也因此,就算 IMBH 真的存在,它也比其他黑洞都還安靜。

有一種理論還認為超大質量黑洞蛻變自 IMBH,然而 IMBH 從未被正式確定身分,天文學家至 2010 年起發現第一個 IMBH 候選人後,陸陸續續又提出了多個候選人,可惜證據都不夠強。

幸運地,一個由美國新罕布夏大學領導的團隊使用歐洲太空總署(ESA)的 XMM-牛頓衛星(X-ray Multi-Mirror Newton)、美國太空總署(NASA)的錢卓拉 X 射線天文望遠鏡和斯威夫特 X 射線望遠鏡收集 10 年以上數據,可能從 7.4 億光年外的遙遠星系郊區發現史上最有力的 IMBH 候選人。

在那裡,望遠鏡發現一道明亮輻射源,亮度並在 10 年內逐漸衰減,研究人員確定光源來自一顆恆星於 2003 年 10 月被黑洞吞噬又吐出,進一步分析輻射類型後,還發現吞噬者是質量約太陽質量 5 萬倍的中等質量黑洞。

從星系形成理論來看,天文學家推測 IMBH 通常出現在星團中心,這項發現可能意味著該地點附近還潛伏著許多處於休眠狀態的 IMBH。新研究已發表在《自然-天文學》(Nature Astronomy)期刊。

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    黑洞具有神秘色彩,卻並不稀有,因為恆星級的黑洞大多是由恆星演化而成的,而恆星在宇宙中是一種非常常見的天體,正是因為有了大量恆星的存在,氫以上的元素才能夠形成並遍布於整個宇宙,鐵以下的元素通過恆星的聚變過程形成,而鐵以上的元素則在恆星晚年的超新星爆發過程中形成。宇宙中到底有多少恆星呢?
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    黑洞具有神秘色彩,卻並不稀有,因為恆星級的黑洞大多是由恆星演化而成的,而恆星在宇宙中是一種非常常見的天體,正是因為有了大量恆星的存在,氫以上的元素才能夠形成並遍布於整個宇宙,鐵以下的元素通過恆星的聚變過程形成,而鐵以上的元素則在恆星晚年的超新星爆發過程中形成。宇宙中到底有多少恆星呢?這是一個很難回答的問題,總之很多很多,僅銀河系中恆星的數量就在1000億顆到4000億顆之間。
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    據美國有線電視新聞網12日消息,天文學家通過位於智利的歐洲南方天文臺望遠鏡觀測到,在2.15億光年外的波江座螺旋星系中,一顆恆星被一個超大質量黑洞撕裂併吞噬。這是迄今為止天文學家看到的距離最近的恆星「臨終」燃燒過程。相關研究論文發表在12日的《皇家天文學會月刊》上。
  • 人類首次探測到中等質量黑洞
    【人類首次探測到中等質量黑洞 】天文學家2日在《物理學評論通訊》和《天體物理學雜誌通訊》發表研究報告稱,發現的一段引力波信號可證明中等質量黑洞確實存在。 美國有線電視新聞網消息,天文學家當日表示,他們發現的這個中等質量黑洞大約是太陽質量的142倍。
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    望遠鏡捕捉到一顆垂死的恆星在被一個超級黑洞撕裂時發出的罕見閃光。這一罕見的潮汐撕裂事件是已知距離地球最近的此類事件,相距距離僅為2.15億光年。在潮汐撕裂事件中,恆星會被「意面化」(變成義大利細麵條狀)。
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