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天文新知

連光都逃不出來的黑洞,一恆星卻暫時逃過被黑洞吞噬的命運

當黑洞吞噬周圍的物質時,它們會釋出強大的X射線閃焰,這些物質在被吸向黑洞的過程中會被極速加熱到超高溫,明亮程度足以令地球上的人們探測到,這是一種非常正常的現象,但是通常只會短期性發生。

但是在去年發生一個令天文學家驚訝的狀況,遠在2.5億光年外,它們偵測到有規律性的X射線閃焰,每隔9小時便會產生一次X射線閃焰。經過天文學家的研究,它們推估是一顆瀕死恆星與黑洞擦身而過,而且其軌道週期約為9小時,這意味著這顆恆星環繞在黑洞的軌道上,在擦肩而過時,黑洞會吸收該恆星上的物質,該恆星在距離最近的地方是在黑洞視界半徑的15倍遠,此時氣體被拽離恆星,進入黑洞的吸積盤並釋出X射線。

如圖說▲該星被黑洞吸收其外圍,核心卻活了下來持續繞黑洞旋轉,此為示意圖,非真實照片。
 
這是一個名為GSN 069星系的中心,以超大質量黑洞的質量而言它相當輕,僅有太陽質量的40萬倍,盡管如此,仍不改其黑洞的性質,一旦進入視界中便再也出不來,根據研究人員的模擬,當一顆紅巨星碰巧離黑洞太近時,黑洞便會迅速剝離紅巨星的外層,並加速其演化成為白矮星,也因此落入繞黑洞旋轉的軌道中,它最終將被黑洞吞噬。

基於X射線閃焰的強度、黑洞質量及該白矮星的軌道判斷,研究人員計算出白矮星的質量大約為0.21倍太陽質量,這在過去幾乎是不可能的,遠在2.5億光年外的白矮星基本上是不可能計算其質量的,但是這次互繞的現象給予天文學家一次特別的機會。

從天文學的角度來看,這個現象所持續的時間相當短,頂多只有兩千年,至於該恆星的未來,它會一直維持繞黑洞旋轉的軌道,其外圍氣體被黑洞吸收殆盡後,我們將再也看不見它,但是它仍會存在並漸漸地被拉進黑洞中,這個過程將持續數十億年,黑洞對白矮星的潮汐力將把該星扯開降低其密度,直至成為一顆普通的行星,最終消失在黑洞周圍的吸積盤上。(編譯/許晉翊)

資料來源:Science Alert

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