恒星死亡的真相 (恒星死亡形成超大质量黑洞)

一个中等质量的黑洞潜伏在一个矮星系中,当它吞噬了一颗距离太近的不幸恒星时,天文学家发现了它。被称为“潮汐破坏事件”(TDE)的恒星碎裂产生了一种辐射耀斑,这种耀斑短暂地超过了主矮星系的恒星光,让天文学家发现了它。

恒星死亡形成超大质量黑洞,恒星之死视频完整版

天文学家通过年轻超新星实验(YSE)捕捉到了耀斑,该实验旨在探测宇宙爆炸和短暂的天体物理事件。由加州大学圣克鲁斯分校、哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所和华盛顿州立大学的科学家领导的一个国际团队在11月10日发表在《自然天文学》上的一篇论文中报告了这一发现。

“这一发现引起了广泛的关注,因为我们不仅可以利用潮汐扰动事件在安静的矮星系中发现更多中等质量的黑洞,还可以测量它们的质量,”共同作者、加州大学圣克鲁斯分校天文学和天体物理学助理教授瑞安·弗利(Ryan Foley)说,他帮助策划了YSE调查。

尼尔斯·波尔研究所的第一作者夏洛特·安格斯表示,该团队的发现为未来的中型黑洞研究提供了基线。安格斯说:“事实上,我们能够在吞噬恒星的同时捕捉到这个中等大小的黑洞,这为我们提供了一个非凡的机会,让我们能够发现原本会隐藏在我们面前的东西。更重要的是,我们可以利用耀斑本身的特性来更好地理解这组难以捉摸的中等质量黑洞,这可能是星系中心大多数都是黑洞的原因。”

超大质量黑洞被发现于所有大质量星系的中心,包括我们自己的银河系。天文学家推测,这些质量为太阳几百万或几十亿倍的巨兽,可能是由数千至数十万太阳质量的较小“中等质量”黑洞发展而来的。

关于如此大质量黑洞是如何形成的一种理论是,早期宇宙中充斥着具有中等质量黑洞的小矮星星系。随着时间的推移,这些矮星系将合并或被更多的大质量星系吞噬,它们的核心每次结合在一起,在不断增长的星系中心形成质量。这个合并过程最终会创造出今天所看到的超大质量黑洞。

“如果我们能够了解那里中等质量黑洞的数量——有多少以及它们的位置——我们就可以帮助确定我们关于超大质量黑洞形成的理论是否正确,”UCSC天文学和天体物理学教授恩里科·拉米雷兹·鲁伊斯和哥本哈根大学尼尔斯·波尔教授说。

但是所有的矮星系都有中等大小的黑洞吗?这很难断言,因为探测中等质量的黑洞非常具有挑战性。

经典的黑洞搜寻技术,寻找活跃的黑洞,通常不够灵敏,无法发现矮星系中心的黑洞。因此,已知的矮星系中只有极少数拥有中等质量黑洞。发现更多具有潮汐破坏事件的中型黑洞可能有助于解决关于超大质量黑洞如何形成的争论。

华盛顿州立大学物理学和天文学教授维维安·巴尔达萨雷(Vivienne Baldassare)表示:“目前天文学中最大的一个悬而未决的问题是超大质量黑洞是如何形成的。”

年轻超新星实验的数据使研究小组能够在黑洞开始吞噬恒星时探测到光的第一个迹象。捕捉这一初始时刻对于解开黑洞有多大至关重要,因为这些事件的持续时间可以用来测量中心黑洞的质量。这一方法是由加州大学圣克鲁斯分校的Ramirez Ruiz和合著者Brenna Mockler首次提出的,迄今为止,该方法仅被证明对超大质量黑洞有效。

安格斯说:“这次耀斑速度之快令人难以置信,但因为我们的YSE数据为我们提供了大量关于这一事件的早期信息,我们真的能够用它来确定黑洞的质量。”

#头条创作挑战赛#​#秋日生活打卡季#​