巨變中的宇宙:超級黑洞吞噬恆星

蕭路

【正見新聞網2018年06月16日】

 
圖:Arp 299及中心黑洞吞噬恆星想像圖。Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF; NASA, STScI

超大質量黑洞是指有上百萬太陽質量的巨型黑洞。這種黑洞一般位於星系中心。理論預測,如果有星體太靠近黑洞的話,可能會被黑洞的強大引力撕碎,進而被黑洞吞噬。由於恆星的能量很高,黑洞在吸積恆星碎片過程中會積累大量能量,發出近光速等離子體噴流。目前雖然已經有數個被懷疑是黑洞吞噬恆星的現象,但是最決定性的證據—突然出現的等離子體噴流—還未能清晰確定。

2018年6月14日,由芬蘭圖爾庫大學(University of Turku)的Seppo Mattila博士領導的研究小組在《科學》雜誌上發表論文,找到了等離子體噴流的觀測證據。研究者使用包括超長基線望遠鏡陣(VLBA)在內的數個觀測設施跟蹤觀測了一對正在對撞的星系Arp 299。Arp 299位於北天球大熊座,距地球1.3億多光年。2005年,科學家發現在Arp 299對撞過程中,其中一個星系的中心黑洞突然發出了明亮的紅外輻射。半年後,超長基線望遠鏡陣發現了一個新出現的射電輻射區域。因此科學家懷疑這可能是中心黑洞吞噬了一個恆星。但在當時還無法判斷是否有噴流產生。經過了十多年的跟蹤觀測,研究者終於確認射電輻射區域是沿著一條直線膨脹的。因此,它必然是等離子體噴流。通過分析,研究者估計中心黑洞大約有兩千萬太陽質量,而被吞噬的恆星質量大約是太陽的兩倍。

現在理論認為,即使是超大質量黑洞,它的引力半徑其實並不大,一般還不到水星到太陽的距離。這在浩瀚的宇宙當中小的微不足道。然而在宇宙巨變的過程中,恆星也有可能掉進黑洞引力範圍被撕碎吃掉。這些驚人的現象很可能只是遙遠宇宙中正在發生的巨變的冰山一角。

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