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行星恒星黑洞大小排名比較

生活 更新时间:2025-01-23 07:51:59

天文學家利用歐洲南方天文台位于智利帕拉納爾的超大型望遠鏡觀測到位于波江座的一個螺旋星系裡的一個超大質量黑洞潮汐瓦解并吞噬恒星的全過程。

行星恒星黑洞大小排名比較(天文學家觀測到2.15億光年外超大質量黑洞潮汐瓦解恒星全過程)1

該天文學事件發出的閃光最早在2019年9月19日被位于美國加州帕洛馬山天文台的茲威基瞬變探測器捕捉到,随即天文學家馬上把多個包括可見光、射電、紫外線、X射線在内的多個波段的地面和太空望遠鏡同時對準該天區進行聯合觀測。

輻射點來自波江座一個編号為2MASXJ04463790-1013349的螺旋星系的中心,很快被确定為一起超大質量黑洞的潮汐瓦解事件,事件被編号為AT2019qiz,而事件的元兇就是該星系中心的黑洞。

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上圖的比例尺為5000秒差距,1秒差距相當于3.261光年,即約16300光年,所以這個星系的直徑目測大約隻有32600光年,屬于比較小的螺旋星系。該黑洞就位于圖中中央的核球中心上。左邊旋臂上的藍色恒星估計是銀河系内的恒星。該星系距離我們約66百萬秒差距,即約2.15億光年,在目前在光學波段探測到的所有潮汐瓦解事件中是距離地球最近的一起。

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AT2019qiz就發生在上圖左下角星圖紅點處和上圖星空正中央處。在接下去的6個月,天文學家在多個波段下進行了持續的觀測,地面位于智利帕拉納爾的超大型望遠鏡在光學波段的觀測中發揮了重要作用。

據分析,該黑洞的質量約為太陽的100萬倍,屬于超大質量黑洞,這樣的黑洞一般存在于星系的中心,被瓦解的恒星質量跟太陽差不多,屬于比較小的。由于距離相對較近,時間能在潮汐瓦解的較早期就被發現,在随後的20天,潮汐瓦解産生的耀斑原來越明亮,在1月8日達到峰值,瞬間釋放的能量大約是太陽的100億倍!不過随着恒星的瓦解釋放的巨大能量,産生強大的包含氣體塵埃的物質沖擊波,以大約10000km/s的速度高速向外擴散,這對潮汐瓦解事件産生了遮擋,導緻後續的觀測困難。

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不過科學家還是持續進行了約6個月的觀測,直到AT2019qiz在所有觀測波段中消失。據分析,在整個潮汐瓦解過程中,恒星質量損失了大約一半,被強大的爆發和輻射帶走,剩下的質量會形成繞黑洞旋轉的吸積盤,慢慢成為黑洞的午餐。

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你可能會問,這可怕的事情是怎麼發生的?其實如果看過關于黑洞的科普的同學都會聽說過黑洞把人拉成意大利面條的故事,不過為了支持本土美食,我一般是會說拉成蘭州拉面的(^_^)。由于黑洞巨大的質量蜷縮在一個細小的區域,對于一個恒星級的黑洞(100倍太陽質量以内),其半徑最大僅300km左右,卻包含了巨大的質量,這導緻其表面,即視界面附近的引力異常巨大,同時由于半徑較小,引力梯度異常巨大,使靠近它的任何物體在很小的尺度内即産生巨大的引力差,這就是所謂的潮汐力。如果是一個人腳朝下靠近黑洞,巨大的引力差将導緻他的腳部的引力加速度遠大于頭部,巨大的速度差瞬間就能把他扯成蘭州拉面!是不是很形象(^_^)。

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然而AT2019qiz中的黑洞是個100萬倍太陽質量的超大質量黑洞,其視界半徑達300萬公裡(按史瓦西黑洞半徑算),并不小了,由于黑洞半徑與質量成正比,而引力跟半徑平方成反比。因此,黑洞質量越大,其表面引力會越小,而半徑越大則引力梯度也越小,也就是說越大的黑洞,其潮汐力會越小,所以其實對于人來說,靠近這100萬倍的黑洞大概是不會被拉成蘭州拉面的。

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不過這次是一個與太陽質量相當的恒星,按照太陽的直徑達139.2萬公裡,其兩端的引力差将足夠大,導緻它比人更容易被扯碎。根據科學家計算,這個恒星大約運行到距離中心黑洞7000萬公裡處,就會被黑洞的潮汐力瓦解,慢慢拉成蘭州拉面,成為一個繞黑洞旋轉的吸積盤并被黑洞吞噬,這個過程會釋放巨大的能量。

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最後來一張黑洞吸收藍巨星的藝術想象圖吧。我是星宇飄零,歡迎點擊關注,我會為你解讀更多最新科學新發現。

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