宇宙殭屍出沒,研究:中等黑洞會「短暫」重燃一顆死星

作者 | 發布日期 2018 年 08 月 31 日 16:45 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly

當一顆原本已經死寂的白矮星靠近了中等質量黑洞,宇宙可能發生一些奇聞軼事:殭屍天體出沒。天文學家以電腦模擬發現,中等質量黑洞的引力既不會太大也不會太小,剛好可以重新點燃恆星內部的核融合幾秒鐘,就像暫時復活的殭屍一樣。



中等質量黑洞(Intermediate-mass black hole,IMBH)目前仍屬於理論黑洞,質量介於太陽質量 100~100,000 倍,天文學家迄今為止都還沒發現它們的蹤跡。但和超大質量黑洞一樣,它們也會撕裂那些倒楣經過的恆星,即所謂潮汐力崩解事件(tidal disruption event,TDE)。

美國查爾斯頓學院(College of Charleston,CofC)因此想知道,如果白矮星經過中等質量黑洞時會發生什麼事。

我們知道,大質量恆星死亡後會變成中子星或黑洞等緻密天體,但中、低質量恆星沒有這般能耐,它們死亡後只會噴發數層氣體成為行星狀星雲,然後遺留下一個核心,這個殘骸最終即「死星」白矮星:內部不再有物質進行核融合反應,不再有能量產生,也不再由核融合的熱來抵抗重力崩潰,而是由極端高密度的物質所產生之「電子簡併壓力」支撐。

利用電腦模擬發現,當白矮星經過中等質量黑洞時,神奇的物理作用就會發生:黑洞引力打通白矮星任督二脈,讓恆星內部核融合重新點燃幾秒鐘,並將氦、碳和氧轉化為較重的元素如:鐵、鈣。

值得注意的是,這裡只限中等質量黑洞,研究人員說,如果黑洞質量太大,那麼它會直接將恆星分崩離析;如果黑洞質量太小,那麼引力又不足以撕裂白矮星。

這些相互作用也可能導致重力波爆發,雖然也是相當罕見事件,不容易觀察到。現在有了利用電腦模擬假設的理論,接下來就要靠各種望遠鏡去證明理論對錯了,如果某天,我們發現一種不尋常的短暫爆發帶來大量鈣元素,而不是典型 Ia 型超新星(註)產生的鐵、鎳元素,也許便可合理懷疑,可能是白矮星與中等質量黑洞互動的結果。

研究發表在《天體物理學》期刊。

註:Ia 超新星(Type Ia supernova)是聯星系統(兩顆軌道互繞的恆星),其中一顆為白矮星,另一顆可以是巨星或低質量恆星。

(首圖來源:NASA

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