科学家首次发现黑洞吃恒星的优雅姿势:撕成“意大利面”再吃( 二 )
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科学已经证实,在黑洞的中心存在着吸积物质的圆盘,也就是吸积盘(Accretion Disc 或 Accretion Disk)。
它是一种由弥散物质组成的、围绕中心体转动的结构。在黑洞中,这个圆盘由被黑洞吸引但尚未被黑洞吞噬的物质构成,它以极高的速度旋转,并在这个过程中释放出热量、X射线和伽马射线。
吸积盘是黑洞发出辐射的唯一来源。如果从侧面看黑洞,天文学家很难观察到吸积盘的X射线。
但是,本研究的作者声称,他们观察到的“面条”不是吸积盘的一部分。
论文一作贾科莫·坎尼扎罗说,“吸收线很窄,多普勒效应并没有使它们扩大,就像你在观察旋转的圆盘时所期望的那样。”
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他所提到的多普勒效应,是由吸积盘中物质的快速运动而引起的。该效应主要是说物体辐射的波长会因波源和观测者的相对运动而产生变化。比如在运动的波源前面,波长会被压缩,频率会变得较高;而在运动的波源后面时,波长变得较长,频率则变得较低。
事实上,所有波动现象都存在多普勒效应,不过除非波源的速度非常接近光速,否则多普勒位移的程度一般都很小。
依据多普勒效应,在黑洞的波动现象中,电磁波源会根据离观察者的远近而拉伸或收缩电磁波。以此来看,吸积盘离开地球的部分发出的光应该会更亮。但是研究团队没有看到这方面的证据。
相反, 他们在TDE宿主星系发现了很窄的光发射线( Optical Emission Lines)。在吞噬的瞬间,X射线(X-ray)、无线电波(Radio)、紫外线(UV)和光谱(Optical)会向外爆发并产生光亮。X射线发射在约100d光曲线峰值区间;无线电波发射在160d区间,频率超过5.4GHz;光谱发射在200d之后。在中高分辨率光谱中出现了来自恒星碎片流的吸收线的痕迹。不久之后,光谱中出现窄的Fe Lines 。
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他们在论文中写道:TDE此前被归类为 N-strong,但如果去除宿主星系中其他恒星的贡献后,我们在TDE光谱中并没有发现这些N线的证据,即使检测到O-Bowen线。我们观测到:X射线发射特性与冷却吸积盘内部区域的探测完全一致;光学和无线电特性与低倾斜角(Low Inclination)(即从两极看黑洞)下看到的中心引擎( Central Engine)一致。
据了解,大多数星系的中心都潜伏着比太阳重数百万甚至数十亿倍的超大质量黑洞。它们生长了数十亿年,吞噬掉了所有落入它们引力怀抱的东西。而天文学家能够探测到黑洞,要归功于黑洞在吞噬周围的气体和物质时发出的明亮射线。
引用链接:
https://www.space.com/spaghettified-star-observed-near-black-hole
https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/504/1/792/6185055
(2) 'Spaghettified' star wrapped around a black hole spotted for the first time : space (reddit.com)
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