
天文学家观察到一个黑洞的吞食狂潮以宇宙消化不良的坏结局告终
(图片来源:John A. Paice / Castro Segura / 等) 天文学家利用非常大望远镜(VLT)观察了一个遥远黑洞的剧烈物质外流。这一观察再次表明,即使是最贪婪的黑洞也是极其麻烦的食客,同时以空前的细节揭示了这些宇宙巨人的“消化过程”。研究聚焦于位于约8800光年外的黑洞系统Swift J1727.8−1613,以及2023年该系统引发的一次剧烈的宇宙消化不良和明亮的喷发事件。正是这一事件最初导致了2023年对Swift J1727.8−1613的发现,使其成为地球上最亮的X射线源之一。一组天文学家现已发现,随着这个黑洞贪婪地剥夺一颗恒星的恒星物质,其中一部分被消耗,但其他恒星物质则以高速喷流和强大的黑洞风暴回吐到太空中。他们还发现,当黑洞的捕食活动远低于先前的想法时,最大的物质外流发生了。这一发现意味着黑洞并不像科学家们曾假设的那样是“无底洞”,而更像是复杂的宇宙消化系统。“人们常常想象黑洞只是吞噬周围的一切,”英国华威大学的团队负责人诺埃尔·卡斯特罗·塞古拉在一份声明中说。“我们看到的是一个更加复杂的过程。物质进入,系统对其进行处理,并且令人惊讶的是,部分物质又被排出。”吞食黑洞Swift J1727.8−1613的变化面貌由一个黑洞及其周围围绕着被伴随恒星拉掉的物质的旋转盘组成。这些物质仍然具有角动量或旋转,因此无法直接落向黑洞,而是形成了被称为吸积盘的结构。黑洞的巨大全重力影响产生了强烈的潮汐力和吸积盘中的摩擦,使其超热并发出明亮的光。塞古拉和同事对这一发光盘的观察不同于以前关于黑洞喷发的研究,因为他们的详细研究使他们能够在Swift J1727.8−1613系统进食恒星时观察其随时间的变化。黑洞从伴生恒星中剥离恒星物质的插图。(图片来源:钱德拉X射线天文台,NASA)这一吞食黑洞的“电影”揭示,当宇宙巨人喷射出喷流时,伴随其不断进食的吸积盘也经历了变化。这使科学家得以罕见而短暂地洞察到落入黑洞的物质与作为等离子喷流以接近光速被喷射出的物质之间的联系。团队还发现,即使在黑洞的吞食狂潮结束后,它似乎仍在驱动致密气体的黑洞风暴。他们提出,黑洞抛出的物质可能最终与黑洞所消耗的质量相当,这意味着其恒星餐的一半最终被损失到太空中。“如果黑洞能在其最大喷发后继续排出物质,这意味着它们可能不像我们之前假设的那样是高效的食客,”塞古拉补充道。“餐食的一大部分可能根本无法到达黑洞,这改变了我们对星系中双星演化的理解。”这个团队能够观察到黑洞从其最初的耀斑到其戏剧性而相对多风的结尾的整个吞食周期,描绘了这一过程比科学家之前任何时候能够访问到的更加清晰和动态的画面。“我们通常趋向于吸引黑洞喷发开始时的戏剧性烟花,但我们的观察显示,结尾同样可以强烈,”开普敦大学的博士研究员凯尔·所罗门斯说。该团队的研究于周三(7月29日)在《皇家天文学会月刊》(MNRAS)上发表。罗伯特·李是一名在英国的科学记者,其文章已发表在《物理世界》、《新科学家》、《天文学杂志》、《关于太空的一切》、《新闻周刊》和《ZME科学》等。 他还为Elsevier和《欧洲物理期刊》撰写科学传播方面的文章。罗布拥有英国开放大学的物理与天文学学士学位。请在Twitter上关注他的账号 @sciencef1rst。
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