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打破固有認知 黑洞吞噬恆星數年後才吐出碎片

一項新研究發現,黑洞在摧毀恆星多年後仍能將其殘餘物噴出,但無人能解釋其中的原因。這表明天文學家將不得不重新思考恆星和黑洞之間的關係。

天文學家早就知道,黑洞在撕裂一顆不幸的恆星後會噴出明亮的能量閃光,這被稱為潮汐瓦解事件(TDE)。

然而,人們預計這將在TDE發生後幾個月內出現,而這項尚未經過同行評審的新研究發現,觀測到的24個黑洞中有10個在TDE發生2到6年後才開始噴吐物質。

由哈佛大學和史密森天體物理中心主導的這項研究的主要作者伊維特·森德斯(Yvette Cendes)在X(前身為推特)上的一篇帖子中表示,這一發現讓天文學家感到困惑,可能意味着我們誤解了黑洞吞噬恆星時會發生什麼,「對於造成這種情況的原因,簡短的回答是『我們真的不知道,且沒人預料到它會發生』」,她說。

出乎意料的觀測

我們以前從未見過這種情況,這有一個很好的原因:沒有人預料到它會發生,因此沒有特地去觀察它。

當一顆恆星離超大質量黑洞太近時,就會發生潮汐瓦解。幾個小時之內,恆星就被撕成碎片。

此時,天文學家通常認為恆星的一半物質將開始圍繞黑洞旋轉,形成所謂的「吸積盤」(Accretion Disk)。該理論認為,另一半物質將以一次性能量射流的形式噴出,可從地球上被觀測到。

天文學家預計閃光會在TDE發生後的幾周或幾個月內發生。如果其間沒有動靜,就會把望遠鏡轉向別處。

「射電望遠鏡的時間非常寶貴!為什麼要在爆炸多年後尋找那些沒有看到的東西?」森德斯在推特上說。

但這種觀點在2022年開始發生變化,當時森德斯及其同事發現了一個黑洞,它在吞噬一顆恆星兩年後再次甦醒。

從那時起,合作者們花了很多時間監測24個黑洞。他們發現,超過一半的黑洞會在吞星事件發生幾年後再次醒來。

「如果你對物理學有所了解,你就會知道這個時間尺度(即數年)不合理!」森德斯在 Reddit論壇上的一篇帖子中說。

在另外兩個案例中,森德斯注意到黑洞達到峰值,然後減弱,然後再次開啟。

「這是全新的,且出乎意料」,森德斯告訴《生活科學》(Live Science)。「人們之前認為一次噴發就差不多了」,她說。

黑洞吸積盤和噴流的藝術假想圖。

對吸積盤的認知錯了

森德斯說,這些發現可能意味着我們需要重新思考黑洞是如何吞噬恆星的。

森德斯排除了這是由第二個TDE事件造成的可能性;或者噴射其實立即發生在TDE事件之後,只不過起初並不是朝向地球的。她還排除了一些更奇特的解釋,例如噴射被延誤是因為黑洞擾亂了該地區的時間。

排出了這些解釋,同時也給我們留下了一個很大的謎團。「最好的猜測是『我們對潮汐瓦解事件過程中吸積盤形成的所有假設都是錯的』」她在推特上說。「也許閃光並不來自正在形成中的吸積盤,而是來自彼此相互作用的物質流,並且吸積盤直到幾年後才形成。我們不知道完整的細節,但這絕對有可能,」她說。

「最近幾個月,我饒有興致地看到理論家們表現出不理解的表情,相信我!」森德斯在推特上說。

此研究結果於8月25日提交給預印本伺服器 arXiv上。

責任編輯: 李華  來源:大紀元 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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