發(fā)現(xiàn)一個黑洞在吞噬恒星數(shù)年后仍在“打嗝” _黑洞

發(fā)現(xiàn)一個黑洞在吞噬恒星數(shù)年后仍在“打嗝”
據(jù)cnBeta：New Atlas報道，人們已經(jīng)看到黑洞會吞噬過于靠近的恒星，從而產(chǎn)生了明亮的恒星“表演” 。但是現(xiàn)在，人們看到一個黑洞做了一件從未見過的事情：它在吞噬一顆恒星數(shù)年后仍會“打嗝”，讓天文學(xué)家感到困惑不已。
黑洞是出了名的貪婪的天體，會吞噬一切過于接近的東西，包括光本身。當(dāng)恒星成為“菜單上的食物”時，強烈的引力會將物質(zhì)拉伸成長條狀，這一事件被稱為“意大利面條化”，或者更正式地說，是一個潮汐破壞事件（TDE）。這產(chǎn)生了清晰的光、無線電和其他波的信號，天文學(xué)家可以探測到持續(xù)幾周或幾個月的爆發(fā) 。
2018年10月，天文學(xué)家探測并研究了一個被稱為AT2018hyz的TDE 。對于這類事件來說，它似乎很一般--一顆質(zhì)量僅為太陽十分之一的恒星被大約6.65億光年外的黑洞吞噬。這場“燈光秀”在幾個月內(nèi)逐漸消失，之后天文學(xué)家們并沒有真正考慮過這個問題。
直到2021年6月，這個黑洞突然重新發(fā)出了無線電信號。這種發(fā)射似乎是一種外流，是黑洞粉碎恒星時將物質(zhì)拋回太空的結(jié)果--但這通常在最初事件發(fā)生后的幾天或幾周內(nèi)出現(xiàn)，而不是幾年后。
“這讓我們完全措手不及--以前沒有人見過這樣的事情，”該研究的主要作者Yvette Cendes說。“就好像這個黑洞已經(jīng)開始突然從它多年前吞噬的恒星中突然打嗝打出一堆物質(zhì) 。”這些“打嗝”的背后也有很大的力量。研究小組計算出，它們的速度大約是光速的一半，這比大多數(shù)TDE外流的速度要快五倍左右。
到目前為止，天文學(xué)家們還不能解釋為什么這些無線電信號花了這么長時間才出現(xiàn) 。但是研究黑洞的“進食”習(xí)慣在過去發(fā)現(xiàn)了一些意想不到的反常現(xiàn)象--有人看到一個黑洞在10年內(nèi)慢慢地吞噬一顆恒星，而另一個黑洞則在恒星每次擺動過去時都會吞噬一層，產(chǎn)生閃光，像鐘表一樣重復(fù) 。對這些事件進行更詳細的觀察可以幫助解開它們可能發(fā)生的規(guī)律。
這項研究的共同作者Edo Berger說：“這是我們第一次看到在進食和流出之間有如此長的延遲。下一步是探索這種情況是否真的更有規(guī)律地發(fā)生，而我們只是在TDEs的演化過程中沒有足夠晚地觀察它們。”
這項研究發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。
相關(guān)：科學(xué)家捕捉到一個黑洞在打嗝的時候把三年前吸入的恒星吐出
據(jù)cnBeta：之前的觀測發(fā)現(xiàn)，黑洞雖然引力大到光線都無法逃脫，但它在吞噬恒星時實際上會打嗝。但是，讓科學(xué)家們沒有想到的是，他們發(fā)現(xiàn)一個黑洞在吞噬了一顆恒星三年后開始"打嗝"，竟然把一顆碎裂的恒星殘骸吐出。
有關(guān)的黑洞位于離地球約6.65億光年的地方。2018年10月，那個黑洞將一顆小恒星撕成了碎片，因為它在黑洞強大的引力面前徘徊得太近。
當(dāng)天文學(xué)家觀察夜空時，黑洞經(jīng)常吞噬恒星。然而，科學(xué)家們沒有想到的是，黑洞在三年后打了個嗝將這顆恒星以殘骸的形式又吐出來了。
哈佛與史密森尼天體物理學(xué)中心的研究助理伊維特-岑德斯說，這一事件讓他們完全措手不及。這個黑洞自從三年前的最后一頓飯后就沒有再吃過任何東西，突然它又開始照亮夜空。是什么原因?qū)е潞诙丛谶@么長時間后吐出最后一頓飯這當(dāng)然是一個謎，但它提出了一些耐人尋味的問題。
首先，一組觀察該事件的研究人員說，該事件改變了我們對黑洞如何吞噬恒星的一切認(rèn)識。該小組今年早些時候在《天體物理學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇論文介紹了他們的發(fā)現(xiàn) 。其他在2018年參與觀察黑洞的人說，在大多數(shù)情況下，它是不引人注目的。事件發(fā)生后，黑洞就從他們的腦海中消失了。
不過現(xiàn)在，它又回到了每個人的觀測計劃中，因為它再次照亮了夜空，釋放出它在2018年吞噬的小恒星上的碎屑物質(zhì)，通常情況下，這類"黑洞打嗝"在吞噬恒星后很快發(fā)生。
但是這一次，就像黑洞在吃掉恒星多年后突然開始打嗝，將這些物質(zhì)打出來。確定這些打嗝的原因可以解開關(guān)于黑洞和它們?nèi)绾喂ぷ鞯母嘈畔⒑屠斫?。盡管捕捉到了銀河系黑洞的圖像，并發(fā)現(xiàn)了在宇宙中漫無目的游蕩的的黑洞，但我們對這些巨大的恒星物體始終有許多地方?jīng)]有正確了解。
也許這項研究可以成為一個機會，讓我們更深入地挖掘和了解黑洞所表現(xiàn)出的"飲食習(xí)慣" ，以及為什么它們會從離它們太近的恒星中反芻出它們所消耗的物質(zhì) 。
相關(guān)：研究發(fā)現(xiàn)一個黑洞在將恒星撕成碎片多年后再次亮起
據(jù)cnBeta：2018年10月，一顆小恒星被撕成了碎片，當(dāng)時它徘徊在距離地球6.65億光年的星系中，離一個黑洞很近。雖然這聽起來很令人興奮，但對于那些在掃描夜空時偶爾目睹這些暴力事件的天文學(xué)家來說，這一事件并不令人驚訝。
然而在該事件發(fā)生近三年后，同一個黑洞再次照亮了天空。科學(xué)家們表示，這一點特別奇怪的是，它并沒有吞噬任何新的東西。
“這讓我們完全措手不及--以前沒有人見過這樣的事情，”Yvette Cendes說道。她是分析這一現(xiàn)象的一項新研究的論文第一作者，也是哈佛大學(xué)和史密森尼中心(CfA)的研究助理。
雖然研究小組得出結(jié)論，黑洞現(xiàn)在正在噴射出以一半光速飛行的物質(zhì)，但他們不確定為什么流出的速度被推遲了幾年。10月11日在《Astrophysical Journal》上描述的這一結(jié)果可能有助于科學(xué)家更好地理解黑洞的進食行為，Cendes將其比作飯后的“打嗝” 。
研究小組在重新審視過去幾年發(fā)生的潮汐破壞事件(TDE)時發(fā)現(xiàn)了這種不尋常的爆發(fā) 。TDE是指侵占的恒星被黑洞分解。
來自新墨西哥州甚大天線陣(VLA)的無線電數(shù)據(jù)顯示，該黑洞在2021年6月神秘地復(fù)活了。Cendes和團隊趕忙更仔細地檢查這一事件。
據(jù)悉，該研究團隊利用VLA、智利的ALMA天文臺、南非的MeerKAT、澳大利亞的澳大利亞望遠鏡緊湊型陣列及太空中的錢德拉X射線天文臺和尼爾-蓋爾斯-斯威夫特天文臺收集了對TDE（被稱為AT2018hyz）的多波長光的觀測。對TDE的無線電觀測被證明是最引人注目的。
哈佛大學(xué)和CfA的天文學(xué)教授Edo Berger說道：“我們用射電望遠鏡研究TDE已經(jīng)有十多年了，我們有時會發(fā)現(xiàn)它們在射電波中發(fā)光，因為它們在恒星第一次被黑洞吞噬時噴出物質(zhì)，但在AT2018hyz中，前三年有無線電靜默，現(xiàn)在它戲劇性地亮了起來并成為有史以來觀察到的最有無線電亮度的TDE之一。”他也是這項新研究的論文共同作者。
太空望遠鏡科學(xué)研究所(Space Telescope Science)博士后研究員、新論文的共同作者Sebastian Gomez表示， 2018年，當(dāng)他第一次使用可見光望遠鏡研究AT2018hyz時，它是不起眼的，包括亞利桑那州的弗雷德-勞倫斯-惠普爾天文臺的1.2米望遠鏡。
據(jù)悉， Gomez當(dāng)時正在跟Berger一起撰寫博士論文，他利用理論模型計算出被黑洞撕裂的恒星的質(zhì)量只有我們太陽的十分之一。
“我們在可見光下監(jiān)測了AT2018hyz幾個月，直到它逐漸消失，然后把它從我們的腦海中抹去， ”Gomez說道。
TDE因其發(fā)生時發(fā)出光而聞名。當(dāng)一顆恒星接近黑洞時，引力開始拉長或者說使恒星變形。最終，被拉長的物質(zhì)圍繞著黑洞旋轉(zhuǎn)并加熱，從而產(chǎn)生了天文學(xué)家可以在數(shù)百萬光年外發(fā)現(xiàn)的閃光。
一些碎片化的物質(zhì)偶爾會被甩出并回到太空中。天文學(xué)家把它比喻為黑洞是亂七八糟的吃貨--不是所有它們試圖吞噬的東西都能進入它們的嘴里。
但這種被稱為“外流”的排放物通常在TDE發(fā)生后迅速發(fā)展--而不是在幾年后。Cendes解說道：“這就像這個黑洞突然開始從它多年前吃掉的恒星中打出一堆物質(zhì) 。”
在這種情況下，打嗝聲是響亮的。
流出的物質(zhì)的速度達到了光速的50% 。Cendes表示，作為比較，大多數(shù)TDE的外流速度是光速的10% 。“這是我們第一次目睹進料和流出之間有如此長的延遲。下一步是探索這種情況是否真的更有規(guī)律地發(fā)生，而我們只是在TDE的演化過程中沒有足夠晚地觀察它們。”