以偏振光研究被黑洞「麵條化」的恆星:多數物質被黑洞吐掉

作者 | 發布日期 2022 年 07 月 15 日 12:30 | 分類 天文 line share follow us in feedly line share
以偏振光研究被黑洞「麵條化」的恆星:多數物質被黑洞吐掉


當一個恆星近距離路過看不見的黑洞時,會被後者巨大潮汐力撕裂成絲,就像義大利麵條一樣。2019 年,一場名為 AT2019qiz 的潮汐破壞事件爆生明亮光芒,足以讓天文學家進行全面研究,結果發現恆星約有一半物質被黑洞吸入,但一半被黑洞風任性地重新吹出。

當一個星體太過接近超大質量黑洞時,就會受黑洞引力影響被撕成物質流並吸向黑洞,該過程稱為「麵條化」(spaghettification)或潮汐破壞事件(TDE),有些材料在進入過程中發熱從而釋出大量輻射──通常是 X 射線,這種解釋沒有錯,只是還不夠完整。

2019 年時,天文學家利用歐洲南方天文台(ESO)望遠鏡發現距離地球 2.15 億光年名為「AT2019qiz」的潮汐破壞事件,由於恆星離黑洞非常近,導致爆出的耀斑也相當明亮,因此加州大學柏克萊分校團隊能投入後續分析以獲得更多事件訊息。

由於潮汐破壞事件在光學波段下非常明亮,因此團隊決定從偏振光研究,這可以讓團隊看到恆星被切碎的後果,然而研究人員沒有看到預期的 X 射線量。到底發生了什麼?

偏振光觀測結果顯示 AT2019qiz 事件的大部分恆星物質事實上從未進入黑洞胃中,而是被重新吐出太空,而來自黑洞的強風還產生一個球形對稱的高速恆星剩餘物質雲,以每秒約 10,000 公里速度衝出。

團隊表示,這是科學家首次推斷出潮汐事件周圍氣體雲的形狀,而且若風量不夠,也不會得到球面幾何形狀的雲,最有趣的是向內旋轉的大部分恆星物質最終都沒有落入黑洞,而是被黑洞吹走。

研究偏振光有助天文學家推斷一些爆炸中物質分布的訊息,進一步理解黑洞周圍吸積盤如何形成。新論文發表在《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。

(首圖來源:加州大學柏克萊分校

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