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黑洞与恒星上演“死亡拉扯”,宇宙“零食”时刻有多猎奇?

2024-08-27来源:天脉网编辑:瑞雪

【天脉网】8月27日,在浩瀚的宇宙中,黑洞作为最为神秘莫测的天体之一,以其无法抗拒的引力吞噬着周围的一切,无论是恒星、行星,还是光,都无法逃脱其掌控。随着天文学技术的不断进步,人类对黑洞的认知逐渐深入,但其诸多行为仍如同宇宙中的未解之谜,令人费解。近期,天文学家们的一项新研究再次为我们揭开了黑洞神秘面纱的一角,他们观测到了一颗恒星在黑洞“巨口”中挣扎求生的壮丽景象,展现了这颗恒星在被巨大黑洞逐步吞噬过程中的非凡韧性与对命运的顽强抵抗。

黑洞如何吞噬周围物质一直是科学研究的热点。通常,恒星一旦靠近黑洞,其命运便已注定:在强大的潮汐力作用下,它们会被撕裂成碎片,最终被黑洞吞噬。然而,天文学家最近发现了一颗表现出惊人生存能力的恒星,在与黑洞的较量中展现了令人瞠目的生命力。这一发现不仅为我们带来了前所未有的天文现象观测,也引发了更多关于黑洞进食行为的讨论与猜想。

据天脉网了解,这一发现的起源可追溯至2018年。当时,一个自动化的地面观测项目意外捕捉到来自距离地球约8.6亿光年的星系中的亮度激增现象。这次亮度激增异常剧烈,犹如在茫茫宇宙中突然点亮了一盏比太阳亮度高出数十亿倍的“明灯”。这表明,一颗恒星正被一个超大质量黑洞撕裂并逐步吞噬。

这个隐藏于星系中心的黑洞,其质量大约是太阳的5000万倍。天文学家们通过观察这次亮度激增的细节,得出了一个惊人的结论:这颗恒星在接近黑洞的过程中,被撕成了碎片。然而,恒星并未完全消失,其核心部分在经历了初次的灾难后竟顽强地存活了下来。

黑洞吞噬恒星的过程异常残酷。恒星在被黑洞引力拉扯的过程中,温度急剧上升,最终达到数百万摄氏度。如此高的温度使得恒星释放出强烈的X射线和紫外线辐射,这些辐射可以被地球上的望远镜探测到。大约一年后,这些信号逐渐减弱,暗示黑洞已经完成了对恒星的“首次进餐”。然而,两年后,意想不到的事情发生了,这些信号再次增强,这表明恒星的核心在第一次靠近黑洞时幸存了下来,而其外层则被摧毁。

基于望远镜提供的恒星及其轨道数据,天文学家使用模型预测了黑洞在2023年8月之前的“倒数第二餐”。这一预测结果得到了钱德拉X射线望远镜的观测确认,显示来自该系统的亮度辐射如预期般下降。

巴尔的摩太空望远镜科学研究所的Thomas Wevers主导了2023年的观测工作,他在声明中表示:“起初我们以为这是一个典型的黑洞彻底撕裂恒星的案例。相反,这颗恒星似乎还能苟延残喘。”这颗顽强的恒星不仅为我们展示了宇宙中最激烈的生存竞赛,也为研究黑洞行为提供了新的契机。

与传统的“一次性”黑洞进食不同,这颗恒星并没有被一次性吞噬,而是逐步地、部分地被黑洞蚕食。麻省理工学院的研究科学家Dheeraj Pasham形象地比喻道:“这个黑洞基本上是在擦嘴,然后靠回座位上。”这样的现象提示我们,黑洞的进食过程可能比我们之前想象的要复杂得多。

这颗命运多舛的恒星并非孤立无援,它曾经有一颗伴星。然而,在黑洞的巨大引力作用下,这颗伴星以每秒1000公里的速度被抛入太空,幸运地逃脱了毁灭的命运。约翰霍普金斯大学的研究人员Muryel Guolo解释道:“这颗注定被毁灭的恒星不得不经历了一次极端的伴侣转换——从另一颗恒星变成了一颗巨大的黑洞。它的恒星伴侣逃脱了,但它没有。”

这样的“伴侣转换”在宇宙中并不罕见。当两颗恒星在双星系统中共舞时,如果其中一颗恒星被黑洞捕获,另一颗恒星可能会因强大的引力波动而被抛离原有轨道,进入宇宙的浩瀚空间。这种现象不仅为天文学家提供了研究黑洞行为的宝贵机会,也为我们揭示了宇宙中那些惊心动魄的命运交织。

黑洞与恒星的这一奇特交互过程引发了天文学界的广泛关注。与传统的黑洞一次性吞噬不同,这颗恒星被逐步吞噬的现象为科学家们提供了新的研究方向。纽约雪城大学物理学教授Eric Coughlin在新闻发布会上表示:“我们预计这个模型将成为科学家识别此类发现的重要工具。”