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3亿光年外!一颗恒星惨遭黑洞撕碎,形成甜甜圈结构

黑洞吞噬恒星是宇宙中最疯狂、最惨烈的画面。最近,美国宇航局的哈勃太空望远镜就捕捉到了这样精彩的瞬间,利用光谱获得了大量的数据。


这一次吞噬发生于3亿光年外的星系ESO 583-G004的核心,也就是说,这次吞噬事件实际发生于3亿年之前。

迄今为止,天文学家已经观测到差不多100次黑洞吞噬恒星的画面了,前不久我们还刚刚介绍了2021年3月发现的一次。即便如此,每一次的观测和发现仍然具有重要的意义,很多奇怪的现象都是首次发现。尤其是对于比较安静的超大质量黑洞来说,平均每10万年才有很少的几颗恒星会误闯禁地,最终被撕碎。

2022年3月1日,美国的全天空超新星自动观测发现了这次黑洞吞噬事件。这种及时的发现非常重要,给天文学家留下了充足的时间,在接下来几个月的时间利用不同的设备跟踪观测,了解黑洞吞噬的完整过程。


在接近黑洞的时候,恒星会在黑洞的恐怖潮汐力之下被撕碎,因此这种现象又被称为潮汐破坏事件。接下来,恒星的碎片高速运行,相互摩擦,释放出各种频段的电磁波。等离子体还可能形成黑洞的日冕或相对论性喷流,这些都是天文学家用以研究潮汐破坏事件的重要观测对象。

在发现了这次名为AT2022dsb的潮汐破坏事件后,天文学家马上利用哈勃望远镜在紫外线波段对其进行观测。哈佛大学-史密森尼天体物理中心的Emily Engelthaler指出,紫外波段可以为天文学家提供大量的信息,比如被吞噬恒星的氢和碳等,但目前在紫外波段观测潮汐破坏事件的数据还很少,所以这一次的观测非常令人兴奋。


哈勃观测的数据来源并不是我们常提到的吸积盘或者日冕等结构,而是位于吸积盘之外的环状圆盘(torus)。其造型就像是一个甜甜圈,并且非常明亮,温度也极高。

在这个环状圆盘的外围,黑洞形成的恒星风以高达每小时3200万公里的惊人速度(相当于光速的3%)吹向地球的方向,从而被我们观测到。

研究人员利用动画模拟了这次潮汐破坏事件,如图四所示:(1)中左上角是一颗黄白色的恒星,右下方是潜伏着的黑洞;(2)中恒星被黑洞撕裂,气体流围绕在黑洞周围并逐渐下落:(3)中恒星被彻底撕碎,变成了粉末:(4)中恒星的碎片形成了甜甜圈结构,最终会落入黑洞,并释放出巨大的光。


关于潮汐破坏事件,天文学家们提出了一些模型。不过,只有通过实际的观测,才能证明这些理论的准确性。如果符合模型,天文学家自然非常兴奋;就算不符合,也意味着他们有了新的发现,也不算是失望。

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