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一個巨大的黑洞摧毀了一顆巨大的恒星

黑洞


一個巨大的黑洞摧毀了一顆巨大的恒星


這份新聞稿中有一幅藝術家的插圖，展示了紅色恒星碎片圍繞著一個巨大的球形黑洞旋轉 。碎片區代表了一顆質量是我們太陽三倍的恒星的殘骸，它被黑洞巨大的引力撕裂 。這一潮汐中斷事件被稱為ASASSN-14li 。美國宇航局的錢德拉X射線天文臺、歐空局的XMM-Newton和其他望遠鏡研究了它的余波 。插圖的中心是球形黑洞，半浸在碎片場中，類似于黑色噴射球的上半部分 。這個球位于盤狀碎片區域的核心，由明顯的橙色和紅色圓環組成 。一條又長又寬的紅色云帶，代表了恒星的部分殘余氣體，進入了我們左下角的插圖 。這條紅色氣體帶穿過黑色的星空向我們的中心席卷而來 。在那里，氣體彎曲回到左邊，在黑洞后面 。在重力的吸引下，這條氣體帶環繞著磚紅色和金橙色恒星殘骸的環狀圓盤 。這些碎片圍繞著黑洞旋轉，最終落入黑洞 。微弱的藍色薄霧似乎是從黑洞和軌道運行的恒星殘骸區域輻射出來的 。這種薄霧代表了恒星氣體被風吹離環狀圓盤的部分 。鳴謝:美國宇航局
據美國宇航局：天文學家對一顆恒星進行了徹底的法醫研究，這顆恒星在冒險靠近一個巨大的黑洞時被撕裂，然后其內部被拋入太空 。
美國宇航局的錢德拉X射線天文臺和歐洲航天局的XMM-Newton研究了一個黑洞附近的氮和碳的含量，這個黑洞已經撕裂了一顆恒星 。天文學家認為這些元素是在恒星接近黑洞時被撕裂之前在恒星內部產生的 。
領導這項研究的密歇根大學的喬恩·米勒說:“我們看到了曾經的明星的勇氣 。“留下的元素是我們可以追蹤的線索，以找出哪種恒星滅亡了 。”
近年來，天文學家發現了許多“潮汐破裂事件”的例子，其中來自大質量黑洞的引力摧毀了一顆恒星 。當恒星的碎片被加熱時 ， 這導致了耀斑，通常在可見光、紫外光和X射線中可以看到 。這個被稱為ASASSN-14li的事件因幾個原因而引人注目 。
在2014年11月被發現時，這是大約十年來發現的離地球最近的潮汐破裂(2.9億光年) 。由于如此接近 ， ASASSN-14li提供了關于這顆被摧毀恒星的非常詳細的信息 。與以前的工作相比，米勒的團隊應用新的理論模型對黑洞周圍的氮和碳的數量進行了改進的估計 。
“這些X射線望遠鏡可以在太空中用作法醫工具，”卡內基天文臺和加州大學洛杉磯分校的合著者Brenna Mockler說 。“我們發現的氮與碳的相對含量表明，來自一顆注定要毀滅的恒星內部的物質 ， 其質量約為太陽的三倍 ?！?br>因此，ASASSN-14li中的這顆恒星是迄今為止天文學家見過的被黑洞撕裂的最大質量的恒星之一 ， 或許也是最大質量的 。
“ASASSN-14li令人興奮，因為潮汐中斷最困難的事情之一是能夠測量這顆不幸恒星的質量，正如我們在這里所做的那樣 ， ”加州大學圣克魯斯分校的合著者Enrico Ramirez-Ruiz說 ?！坝^察超大質量黑洞對大質量恒星的破壞是非常迷人的，因為大質量恒星比低質量恒星更不常見 ?！?br>
一個巨大的黑洞摧毀了一顆巨大的恒星


ASASSN-14li的2.5英寸窄切片XMM-Newton光譜如圖1所示 。RGS1光譜顯示為黑色；灰色的RGS2光譜 。兩個光譜都移動到主框架 。藍色的模型是有太陽豐度的XMMs紅色的模型是XMMt，具有解凍的N和C豐度，給出[N/C] ≥ 2.4 。左圖以24.78為類N vii線的中心，中圖以28.78為類He N VI線的中心，右圖以33.73為類C vi線的中心 。鳴謝:天體物理學雜志快報(2023) 。DOI: 10.3847/2041-8213
今年早些時候，另一組天文學家報告了“恐怖芭比”事件，他們估計一顆質量約為太陽14倍的恒星被黑洞摧毀 。然而，這尚未被確認為潮汐干擾 ， 對恒星質量的估計主要基于耀斑的亮度，而不是像ASASSN-14li那樣基于對黑洞周圍物質的詳細分析 。
ASASSN-14li結果的另一個令人興奮的方面是它對未來研究的意義 。天文學家在銀河系中心包含超大質量黑洞的星團中發現了中等質量的恒星，如ASASSN-14li 。因此，估計潮汐擾動恒星的恒星質量的能力可能會給天文學家提供一種方法，來識別更遙遠星系中超大質量黑洞周圍的星團 。
在這項研究之前，X射線中觀察到的元素很有可能來自超大質量黑洞在以前爆發時釋放的氣體 。然而 ， 這里分析的元素模式似乎來自一顆恒星 。
中國合肥科技大學的Chenwie Yang在2017年發表的之前的工作使用了美國宇航局哈勃太空望遠鏡的紫外線數據，表明ASASSN-14li中的氮含量比碳含量高 ， 但比米勒的團隊使用X射線數據發現的要少 。這些作者發現這顆恒星的質量僅僅是太陽的0.6倍 。
這項工作發表在《天體物理學雜志快報》上 。