哈勃拍攝到恒星被黑洞吞噬扭曲成甜甜圈狀

衆所周知，黑洞擁有有超強的吞噬力，無論是是恒星、行星還是其他物質，隻要靠近黑洞都會被毫不留情地被吸進去，甚至連光線都無法逃脫黑洞的“魔掌”。當恒星距離黑洞足夠接近，近到被其引力場所捕獲時，恒星就會被猛烈撕碎、噴射出強烈輻射，最終被緩慢吞噬。

天文學家通過美國航空航天局（NASA）的哈勃太空望遠鏡（Hubble Space Telescope），詳細記錄了一顆恒星被黑洞吞噬的最後時刻。

來源：NASA, 歐洲航天局（ESA）, Leah Hustak (來自太空望遠鏡科學研究所，簡稱STScI)

上述按序排列的藝術家示意圖展示了黑洞吞噬經過其附近的一顆恒星的過程。1.一顆普通的恒星經過位于星系中心的超大品質黑洞附近。2.該恒星的外部氣體被黑洞的引力場所捕獲。3.恒星被黑洞強烈的潮汐力撕碎。4.恒星殘骸被黑洞拉入其形似“甜甜圈”的圓環軌道，最終被黑洞吞噬，釋放出大量的光線和高能輻射。

這被稱為“潮汐瓦解事件”（tidal disruption events，簡稱TDE）。但該措辭方式掩蓋了黑洞所經曆的複雜、原始的暴力。黑洞引力吸進恒星物質，而輻射則将物質噴出，兩者之間存在着一種平衡。天文學家正在通過哈勃太空望遠鏡找出恒星墜入黑洞引力深淵時所發生的細節。

哈勃太空望遠鏡無法近距離拍攝AT2022dsb潮汐瓦解事件的混亂情況，因為這顆被吞噬的恒星位于ESO 583-G004星系的核心地帶，距離将近3億光年。不過天文學家利用哈勃太空望遠鏡對紫外線的高敏感度對來自被撕裂恒星的光線，包括氫氣、碳等進行了研究，其光譜學為黑洞吞噬恒星的細節提供了線索。天文學家通過各種太空望遠鏡已探測到大約100個黑洞周圍的潮汐瓦解事件。NASA近期的一份報告顯示，其多台天文望遠鏡于2021年3月1日發現了發生在其他星系的另一個黑洞潮汐瓦解事件。與哈勃太空望遠鏡的觀測所不同的是，其資料是從黑洞周圍的極熱日冕中收集到的。黑洞日冕是在恒星已經被撕碎後形成的。

來自哈佛-史密松森尼天體實體中心（CfA）（該中心位于馬薩諸塞州劍橋市）的Emily Engelthaler表示：“然而，考慮到觀測時間，在紫外光下觀測到的潮汐瓦解事件仍然寥寥無幾。這真的很不幸，因為我們其實可以從紫外線光譜中獲得很多資訊。令人興奮的是，我們可以得到關于恒星碎片所經曆過程的更多細節。潮汐瓦解事件可以告訴我們關于黑洞的大量資訊。”被黑洞所吞噬恒星的狀況變化是在為期幾天或幾個月的時間裡發生的。

對于任何一個在其星系中央有一個靜态的超大品質黑洞的星系，大約每10萬年才會發生幾次恒星撕裂。

AT2022dsb恒星吞噬事件于2022年3月1日被全天自動測量超新星（All Sky Automated Survey for SuperNovae，簡稱ASAS-SN）首次捕捉到。ASAS-SN是一個由全球20台望遠鏡組成的網絡，以大約每周一次的頻率對銀河系外的宇宙進行調查，以尋找正在塑造宇宙的暴力的、易變的、瞬時的事件。這次高能量碰撞距離地球足夠接近，也足夠明亮，哈勃太空望遠鏡任務團隊的天文學家是以得以在比一般時間更長的時間内進行紫外線光譜分析。

來自CfA的Peter Maksym表示：“通常情況下，這類事件是很難被觀測到的。一般可能會在初始階段很亮的時候，能夠有一些觀測發現。而我們的任務計劃有所不同的是，我們的任務旨在一年時間内觀測幾個潮汐事件，看看到底會發生什麼。我們很早就意識到我們可以在非常強烈的黑洞吸積階段進行觀測。我們發現随着時間的推移，吸積率下降，逐漸變成了‘涓涓細流’。”

根據任務團隊解讀，哈勃太空望遠鏡的光譜資料來自曾經是一顆恒星的非常明亮、熾熱、甜甜圈狀的氣體區域。該區域被稱為圓環（torus），與太陽系一般大小，圍繞位于其中央的一個黑洞旋轉。

Maksym表示：“我們正在研究甜甜圈邊緣的一處區域。我們發現來自黑洞的恒星風掠過表面，以每小時2000萬英裡（光速的3%）的速度向我們投射過來。我們仍然在為這個事件傷透了腦筋。恒星被撕碎，然後其物質進入了黑洞。基于我們我們所了解的知識，我們已經有了一些模型，并且我們也實際觀測到了一些事件。對于科學家而言，令人興奮的正是在已知和未知的交彙處。”

在華盛頓州西雅圖舉行的美國天文學會第241次會議上，對相關結果進行了彙報。

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來源：

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/hubble-finds-hungry-black-hole-twisting-captured-star-into-donut-shape