天文學家發現恆星逃離黑洞（圖）

　艾麥樂 發表於  2014-10-27 15:51

　　

　　天文學家觀測到，一個遙遠的黑洞從恆星上撕咬了一些物質，卻沒有吞噬掉整顆恆星。圖片來源：fromquarkstoquasars.com

　　恆星遇到黑洞，會發生什麼事情？或許你會認為，恆星，或者任何遊盪到太過靠近黑洞的東西，會被這個黑洞一口吞噬下去。

　　天文學家對一起類似事件進行了最細緻的調查。他們發現，在這起事件中，黑洞只從恆星上「咬」了一塊物質下來，恆星本身則順利逃脫。

　　具體說來，這顆恆星距離地球大約6.5億光年，位於北斗七星所在的大熊星座。那裡的一個超大質量黑洞，從這顆逃脫出去的恆星身上，撕扯下了一大塊物質。

　　這是美國俄亥俄州立大學的天文學家利用他們的全天自動超新星巡天系統（ASAS-SN）發現的。事實上，他們的望遠鏡無法看到那顆恆星本身。不過，他們確實看到了黑洞在試圖捕獲那顆恆星時，從恆星上「咬」下一塊物質而發出的閃光。

　　這樣的事件被稱為「潮汐瓦解事件」，縮寫為TDE。這是迄今天文學家發現的距離我們最近的TDE事件，為他們提供了最佳的機會，來更深入地了解超大質量黑洞如何形成與成長。

　　ASAS-SN系統迄今已經發現了60多顆明亮的近距離超新星。除尋找超新星外，這個項目還有另外一個科學目標，就是嘗試確定鄰近的宇宙空間中TDE事件發生得有多頻繁。俄亥俄州立大學的天文學教授克日什托夫·施塔內克（Krzysztof Stanek）及其同事驚訝發現，ASAS-SN的4台設在夏威夷的望遠鏡開始採集數據后僅僅數月，即2014年1月，他們就找到了一起TDE事件。

　　對施塔內克來說，他們的巡天項目在這麼短的時間內就能有所收穫，暗示TDE現象或許要比天文學家之前認為的更加普遍得多。「在『自家門口』就能發現一個，」他說，「這一事實讓我們信心大增，TDE事件有可能每一兩年就會發生一次。」

　　「你可以說我們只是運氣好，但如果你一次又一次遇到好運氣，那就說明你的做法沒錯。」他補充說，「或許此類事件發生的頻率確實要比人們預料的更高，這意味著不久的將來，我們應該能夠看到更多類似的事件。」

　　這次觀測到的TDE事件，是在2014年1月25日突然增亮出現的。博士研究生托馬斯·霍羅伊恩（Thomas Holoien）領導了對它的觀測和分析。它出現在大熊星座的左「腳」附近，剛出現時被霍羅伊恩誤認為是一顆超新星。不過，它的亮度變化模式最終表明，這絕對不是一顆超新星。霍羅伊恩及其同事確定，他們看到了一次TDE事件。

　　他們利用地面上的多台大型望遠鏡，以及雨燕號探測器上的此外和光學望遠鏡，對這一事件進行了仔細的後續觀測。最終，他們還利用SDSS數字巡天數據，確定了它發生的具體位置—— 一個名為SDSS J110840.11，距離地球6.5億光年的星系。

　　知道了確切的距離之後，這些天文學家根據事件釋放出來的總能量，通過計算得出了黑洞吞噬的恆星物質總量，結果相當之小，僅有我們太陽質量的千分之一，差不多跟木星的質量相當。

　　研究合作者之一、俄亥俄州立大學的天文學教授克里斯多佛·科哈內克（Christopher Kochanek），是25年前率先提出TDE模型的科學家之一。然而，從那時起直到現在，天文學家只發現了寥寥數次TDE事件，沒有人確切知道TDE事件在宇宙中黑洞成長的過程中到底起到了多麼重要的作用。

　　科哈內克指出，按照傳統觀點，黑洞吞噬整顆恆星的事實發生得不算頻繁——或許1萬年到10萬年才能發生一次。不過，如果只是從過路的恆星上扯下一小塊，這樣的事情發生得有多頻繁，還是一個沒有答案的問題。

　　ASAS-SN系統或許有助於提供這個問題的答案。這一巡天項目由拉斯昆布瑞天文台全球望遠鏡網路主導，4台15厘米口徑的望遠鏡設在夏威夷的海勒卡拉天文台，還有兩台望遠鏡設在智利的托洛洛山。

　　施塔內克解釋說，這些望遠鏡的放大解析度都相對較低，但對於低成本下要對整個鄰近宇宙進行細緻研究而言，它們都是非常理想的觀測設備。事實上，自2014年5月以來，大約半數明亮的鄰近超新星都是由ASAS-SN系統發現的。這一數據足以證明ASAS-SN系統的成功。

　　相關研究論文被發表在最新出版的《皇家天文學會月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。（編輯：Steed）