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超大质量黑洞吞噬婴儿恒星系 酷似彗星夜空陨落

http://www.kexue.com 2012-09-28 10:18:28 腾讯科学  发表评论

超大质量黑洞摧毁婴儿恒星系统 酷似彗星坠落
典型的超大质量黑洞剥离恒星物质的想象图:恒星物质在黑洞周围形成同心圆的环结构

  最新的天文观测分析发现了一个关于红矮星周围盘状物质沿着黑洞吸积盘方向坠落的证据。来自哈佛-史密森天体物理学中心的理论物理学家露丝·穆雷凯利(Ruth Murray-Clay)和阿维勒布(Avi Loeb)以及马克斯·普朗克研究所宇宙物理所的科学家斯特凡·吉勒森(Stefan Gillessen)通过欧洲南方天文台甚大望远镜阵列观测发现银河系中心附近存在很强的射电源,是物质落入黑洞吸积盘的特征峰信号。

  这颗红矮星在科学家2013年进行的观测中被发现运行轨迹正在接近一个黑洞,距离黑洞大约2700亿英里,即约为54倍的太阳系直径。科学家们认为这颗红矮星并不会被吸入黑洞之中,但它之后的运行轨迹会沿着椭圆轨道被甩至距离黑洞十分之一光年的位置上。然而黑洞对这颗红矮星周围天体系统的损害已经发生,围绕在红矮星附近的盘状物质在黑洞引力的作用下被拉入吸积盘中,形成了较强的紫外辐射以及特殊波段上的明显峰值,显示物质落入吸积盘时释放的电磁辐射。

  天文学家们并没有直接观测到在盘状物质中央的昏暗的红矮星,而是从被黑洞解体的盘状物质形成了接近1000亿英里直径的扩展型星际气体云来推断其的存在。从表面上看,这颗红矮星的运行轨迹如同一颗彗星,有着一个酷似彗核状的前端并拖着长长的尾巴,被黑洞引力打乱而剥离的物质形成了尾随其后的物质带。类似的遭受到外界天体引力或者宇宙事件摧毁的原始行星盘景象可以在猎户座星云中观测到,因为这里存在来自星系中央恒星团吹来的强烈恒星辐射。

  处于黑洞周围仅50个天文单位左右的恒星将会遇到何种命运呢,科学家认为它的运行轨迹如同神风特攻队自杀式路线。随着时间的推移,黑洞周围可能会存在一个或者多个恒星共轨的情况,相互间的引力拉锯使得它们陷入高偏心率的轨道上,最后等待它们的便是致命的轨迹。如果这样的宇宙事件发生在每十万年一次的频率,那么科学家们可以根据此观测来评估在时间箭头方向上,一个静态黑洞可能吞噬物质的质量。此外,还可能解释黑洞是如何变得如此活跃的机制,比如黑洞在释放出等离子束时变得活跃起来,一些如彗星、小行星和尘埃等的物质坠入黑洞。

  在早1990年代初期,美国国家航空航天局的哈勃空间望远镜发现了在仙女座大星系中某一天区的黑洞周围存在神秘的环,是一圈蓝色的恒星聚集在黑洞周围的轨道上,这里也存在一些较老的恒星形成的外围椭圆形环。从仙女座大星系的观测研究上看,似乎整个宇宙中的黑洞恒星环都具有类似的共同之处。然而在大质量黑洞周围行星形成类似恒星物质被剥离时产生的物质环的想法是十分耐人寻味的,科学家质疑行星是否有足够的长的时间存在于此类系统中并演化出智慧生物。

  该情况是很难预测的,因为我们不知道恒星物质环在黑洞周围能存在多长时间,更重要的是,密集物质环的动力学特性可能撕裂行星系统。可以想象一下如果这些恒星周围的行星系统上存在智慧生命,那么他们的天文学家将面临一种奇特的困境,毫无疑问他们会认为宇宙存在中心,这就是将其处的整个恒星以及周围行星系统拖入其中的大质量黑洞,生活于该系统中行星上的外星人会惊讶地看到黑洞中断了恒星系统的演化并将其拖拽过来落入吸积盘中,最后被撕成细丝。(Everett)

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