連光都逃不出來的黑洞,一恆星卻逃過被黑洞吞噬的命運

作者 | 發布日期 2020 年 05 月 01 日 14:15 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


當黑洞吞噬周圍物質時,會釋出強大的 X 射線閃焰,被吸向黑洞的過程中會極速加熱到超高溫,明亮程度足以令地球的人探測到,這是非常正常的現象,但通常只會短期性發生。

但去年發生令天文學家驚訝的狀況,遠在 2.5 億光年外,偵測到有規律性的 X 射線閃焰,每隔 9 小時便會產生一次 X 射線閃焰。經過天文學家研究,推估是一顆瀕死恆星與黑洞擦身而過,且軌道週期約 9 小時,意味著這顆恆星在黑洞軌道上,擦肩而過時,黑洞會吸收恆星的物質。距離黑洞最近處是黑洞視界半徑的 15 倍遠,此時氣體被拽離恆星,進入黑洞的吸積盤並釋出 X 射線。

▲ 恆星被黑洞吸收外圍,核心卻活下來持續繞黑洞旋轉。此為示意圖。(Source:science alert

這是名為 GSN 069 星系的中心,以超大質量黑洞的質量而言相當輕,僅太陽質量的 40 萬倍,儘管如此,仍不改黑洞性質,星星一旦進入視界便再也出不來。根據研究人員模擬,當一顆紅巨星碰巧離黑洞太近,黑洞便會迅速剝離紅巨星的外層,並加速演化成為白矮星,也因此落入繞黑洞旋轉的軌道,最終被黑洞吞噬。

基於 X 射線閃焰的強度、黑洞質量及白矮星的軌道判斷,研究人員算出白矮星的質量約 0.21 倍太陽質量,這在過去幾乎不可能,遠在 2.5 億光年外的白矮星基本上不可能算出質量,但這次互繞的現象給予天文學家一次特別的機會。

從天文學的角度來看,這個現象持續的時間相當短,頂多只有 2,000 年,至於該恆星的未來,會一直維持繞黑洞旋轉,外圍氣體被黑洞吸收殆盡後,將再也看不見它,但仍會存在並漸漸被拉進黑洞,過程將持續數十億年。黑洞對白矮星的潮汐力將把恆星扯開降低密度,直至成為一顆普通行星,最終消失在黑洞周圍的吸積盤。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:pixabay