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黑洞吞噬恒星:仍在爆发能量

2011年,一个黑洞撕裂了一颗恒星,产生了巨大的能量喷流,揭示了宇宙的奥秘。发现这一不可思议的事件。

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2011年3月下旬,发生了一件非同寻常的事件:一颗遥远星系中的黑洞撕裂并吞噬了一整颗恒星(当时我曾写过两篇关于此事的文章;这是最初的帖子这是一篇后续文章,其中包含哈勃望远镜拍摄的事件图像)。现在,有更多信息:这个位于一个近40亿光年外的星系中心的黑洞,质量约为太阳的800万倍。当它撕裂恒星时,大约一半的恒星物质围绕着黑洞旋转,形成了物质和能量的双束喷流,以接近光速的速度向外喷射。美国宇航局戈达德太空飞行中心的科学家们制作了一个精彩动画来展示这一点。

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[embed width="610"]http://www.youtube.com/watch?v=azLDH9ZPbVs[/embed]

恒星被潮汐力撕裂。黑洞的特点是它们很小:这个黑洞直径可能只有1500万公里。一颗典型恒星的直径约为100万公里(作为比较,太阳的直径为140万公里)。这意味着恒星可以非常接近黑洞,这就是它注定毁灭的原因。引力随距离衰减,所以当恒星靠近时,面向黑洞的一侧受到的引力远远大于背向黑洞的一侧。这拉伸了恒星,随着恒星越来越近,拉伸幅度也越来越大。在某个点,引力如此之大,超过了恒星自身的引力,它再也无法维持其物质。黑洞获胜——正如它们通常所做的那样。

被撕碎的恒星物质在黑洞周围形成了一个盘,靠近中心的地方,物质在接近光速的速度旋转时被加热到数百万度。出于一些原因尚不完全清楚,这形成了从黑洞喷射出来的物质束,其中一个喷流 pretty much right at us(不过不用担心,因为在如此遥远的距离,光线已经非常微弱,即使是哈勃望远镜也只能看到可见光)。这就是最初引起我们注意的原因;它被斯威夫特卫星探测到,该卫星被设计用于寻找来自太空的高能爆发。通常情况下,这样的事件会很快消失,但在这个例子中,令人惊讶的是,它仍在源源不断地释放能量,并且可能直到2012年仍可被探测到。这部分归因于相对论:因为我们直接沿着物质喷流的方向观察,所以我们看到它的时钟运行得更慢。当物质以高速运动时,这种效应会更明显,无线电观测表明,这次爆炸仍在以光速的一半向外扩散!这还是在它与星系中漂浮的物质碰撞减速之后。它最初的运动速度超过了光速的90%。实现这一点所需的能量是惊人的:我们谈论的是大约八万亿亿吨的物质以每秒超过10万公里的速度向外喷射!这真的让我脖子后面的毛都竖起来了。我很高兴这一切发生在数十亿光年之外。天文学家将继续观测这一事件以了解更多信息。这可能在宇宙中经常发生,但这是我们第一次拥有能够真正仔细观察的设备(即使我们必须从40亿光年外踮起脚尖看)。我们并不确切知道这种情况发生的频率,也不知道它如何影响星系环境。我想指出,我并不特别担心它发生在我们的银河系(我们的星系中心有一个质量为400万个太阳质量的黑洞),毕竟,我们在这里。如果这种情况发生得如此频繁以至于危险,我们就不会在这里讨论它了!但它可能构成一个有趣的故事情节。嗯……鸣谢:视频:NASA;恒星和黑洞的艺术插画:NASA/CXC/M.Weiss。


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