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一万年只发生一次,科学家捕捉到罕见的黑洞吞噬恒星的图像

黑洞是已知的宇宙中最强大的天体,常被人们称为“宇宙巨兽”,黑洞到底有多厉害呢?简单地讲就是,这种“宇宙巨兽”可以吞噬一切进入其“事件视界”的物质,甚至连光都无法从黑洞中逃逸出去,而即使是在其“事件视界”之外的物质,只要离黑洞足够近,也会被黑洞强大的引力无情地撕得粉碎,就连巨大的恒星也不例外。

根据估算,在我们银河系中,黑洞吞噬恒星的事件平均每一万年只发生一次,可以说是相当罕见了。但幸运的是,我们现在就可以看到这种场景,来自钱德拉X射线天文台的消息称,科学家捕捉到罕见的黑洞吞噬恒星的图像,就在10000光年外,一头“宇宙巨兽”正在给我们表演如何吞噬恒星。

(图为钱德拉X射线望远镜)

这个黑洞属于银河系里的一个被称为“MAXI J1820 + 070”的系统,它是一个恒星级黑洞(大质量恒星在核心燃料耗尽之后形成的黑洞),其质量大约为太阳的8倍,在它的附近还运行着一颗恒星,在过去的日子里,大量的物质源源不断地从这颗恒星上剥离,然后逐渐被黑洞吞噬,而当科学家观测到这一幕的时候,这颗“可怜”的恒星剩下的质量仅仅只有太阳的一半了。

(图中的“十字星”即该黑洞所在位置)

可能有人会感到很奇怪,既然连光都不可能从黑洞中逃逸,那么科学家又是怎么看到这个黑洞的呢?其实黑洞本身的确是看不到的,科学家观测到的只是这个黑洞的“事件视界”之外的一些现象,从而推测出这个黑洞的存在。

由于恒星一直在围绕着黑洞以极高的速度转圈圈(为什么会这样呢?因为不是这样的恒星早就被黑洞吞噬了,或者逃逸了),所以黑洞从恒星上剥离下来的物质都会继承该恒星的角动量,因此这些物质并不会直接掉进黑洞,而是沿着一个螺旋形的轨道向黑洞接近。

随着它们与黑洞距离的逐渐减小,它们运动的速度就会在越来越强的黑洞引力作用下不断地加快,在距离黑洞一定距离的区域里,黑洞强大的潮汐引力已经把自己捕获的物质撕扯成原子甚至是亚原子粒子的“碎块”。

这些“碎块”在此时已被加速得非常快(接近光速),甚至连黑洞这种“宇宙巨兽”一时半会也吞噬不了它们,于是这些“碎块”就在这里聚集起来,形成了一个围绕着黑洞高速旋转的盘状结构,我们把这种结构称为“吸积盘”。

由于黑洞“吸积盘”里的“碎块”运动状态并不统一,因此它们就会不断地碰撞和摩擦,从而产生极高的温度,在这种情况下,它们就会释放出大量的高能射线(如伽马射线、X射线)。

在黑洞捕获到的物质比较多的情况下,黑洞“吸积盘”里的部分物质还可能会得到足够的能量,进而从黑洞的两极逃出“宇宙巨兽”的“魔爪”,在这个过程中,更多的高能射线将会被释放出来。同时被释放的还有巨大的物质激波,它们会强烈冲击黑洞附近区域的星际物质,进而制造出明亮的可见光。

这种现象被称为“黑洞喷流”,看上去就像是黑洞在吃饱喝足之后打出的“饱嗝”一样,很显然,这个黑洞打出的这种“饱嗝”,是科学家可以观测到的。

上图为钱德拉X射线天文台捕捉到的“MAXI J1820 + 070”系统的图像,时间是从2018年11月到2019年6月。从这个罕见的黑洞吞噬恒星的图像中我们可以看到,这头“宇宙巨兽”在吞噬恒星的过程中,打出了一个巨大的“饱嗝”,根据科学家的测算,这个“饱嗝”的速度达到了光速的80%。

好消息是这个黑洞在10000光年外,并且它只是一个普通的黑洞,因此我们可以放心地观赏这头“宇宙巨兽”的表演,而不用担心它会对地球造成什么影响。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

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