天文學家目擊到一個黑洞已劇烈到超了越物理學的極限!

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天文學已發現到一個巨大的黑洞看起來似乎很飢餓似地狂吞一顆恆星已超過十年期間,比過去偵測到黑洞吞噬其它恆星還超過十倍之久的時間。

這不僅僅是目前黑洞正在吞噬的最大恆星餐點,而且還是進行相當久的盛宴,科學家實在無法肯定的是,在沒有違反物理學定律之下,事件是如何持續進行著,答案也許告訴我們早期宇宙的黑洞是如何巨大地生長超乎我們能夠說明的。

當一顆恆星太接近黑洞時,黑洞的巨大的重力會把這顆星撕裂,就是眾所皆知的「潮汐力瓦解事件」(tidal disruption event,TDE)。

我們在過去看過很多這樣的潮汐力瓦解事件,也拜他們所產生的明顯X射線耀斑之賜才看得到,當黑洞摧毀一顆恆星後,它會高速放射出一些東西到太空中,. 狼吞虎嚥剩下的殘骸,然後再膨脹炸開噴出高熱能X射線耀斑的整個過程。

然而大部份的潮汐力瓦解事件是曇花一現的事件,這也是為什麼新發現的觀察如此令人驚艷。

來自達拉謨市新罕布夏大學研究人員Dacheng Lin 說:「我們已親眼目睹一個星體壯麗和拖延的死亡過程。」

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「許多潮汐力瓦解事件自1990年代起就開始被偵測到,但幾乎沒有一個像這次事件持續閃耀的。」

事實上,這個死亡盛宴的過程相當冗長,它挑戰著物理的極限,這個一直被吞噬的星體持續不斷地超越一個極限叫做「愛丁頓極限」﹝愛丁頓光度﹞(Eddington limit),那是一顆星體變得不再穩定時,所能達到的最大光度。

這個概念就是如果一顆恆星排出了足夠的幅射發出耀斑,那麼重力幾乎無法再撐住它,要不是這樣我們也無法如實得知,許多星系中央所存在的巨大黑洞變得有多大,包括銀河系也一樣。

這個破記錄的飢餓黑洞被命名為XJ1500+0154,位置在18億光年之外的一個小型星系的中央。

這個黑洞是被三個人造衛星所目擊到,美國太空總署(NASA)的「錢卓拉X射線天文台」(Chandra X-ray observatory)以及「雨燕衛星」(Swift satellite),還有歐洲太空總署(European Space Agency)的「XMM-牛頓衛星」(XMM-Newton)。

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回到2005年,當這些衛星偶然發現到XJ1500+0154黑洞噴出不可思議的閃亮耀斑後就一直在搜索潮汐力瓦解事件。

自此衛星就一直在觀察著這個黑洞,然而雖然它看起來狂吞的模樣已結束了,團隊研究的證據顯示這個黑洞還會持續超過十年的時間吞噬恆星的殘骸物質。

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這意味著要不是有始以來這是我們看過最超級巨大質量的恆星在潮汐力瓦解事件被捕捉到,或者就是這是我們第一次見到小型恆星已經被徹底瓦解了。

其中一位來自哈佛-史密松天體物理中心(CfA的)研究員James Guillochon說:「多數時候我們看著這個目標它一直持續在增大當中。」

「它告訴我們這是一件不同凡響的天文事件,一個大於我們太陽兩倍重的恆星被吞進黑洞裏。」

其實我們早握有證據黑洞有能力吞噬質量很大的東西,而且黑洞變得巨大無比,這個事件為黑洞帶來全新的可能。

我們需要記住這份研究只是在送至同行審查(peer-reviewed journal)前先發表在可預先列印的arXiv.org 網站供物理學屆人士調查,所以在我們太沈迷答案以前,得先耐心等候獨立檢查結果。

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重要的是如果通過審核,就可以協助說明在早期的宇宙,一個質量巨大的黑洞可以消化比我們太陽大十億倍的星體,而這是過去研究人員所試圖解釋的。

來自中國黔南民族師範學院的研究團隊成員Stefanie Komossa說:「這個事件呈現出黑洞真的會以異常速率增大。」

「這將有助於了解黑洞如何變得早熟。」

研究團隊預測XJ1500+0154黑洞吞噬恆星事件應該會在下個十年大幅減弱,導致黑洞的X射線光度逐漸消失到衛星觀查不到的程度。

不管所看到的事件是否持續,天文學家將會仔細地觀察這個黑洞。

你可以在這裏點閱全篇文章。

來源:Science alert