黑洞逃生!天文学家在2.5亿光年外见证恒星在黑洞边缘顽强生存的奇迹!

阿七解读 2024-05-17 14:42:47

在浩渺无垠的宇宙中,天文学家似乎捕捉到了一幕史诗般的生存篇章:一颗恒星与黑洞上演了一场惊心动魄的擦肩而过,其间的惊心动魄被X射线以独特的方式记录下来。NASA的钱德拉X射线天文台与ESA的XMM-牛顿卫星联手,向我们揭示了这一发生在距地球2.5亿光年外星系中的震撼一幕。

故事的主角是一颗红巨星,它在名为GSN069的星系中邂逅了一个质量约为太阳40万倍的超大质量黑洞。虽然这黑洞在超大质量黑洞中属于较为“娇小”的一员,但其引力之强大仍足以让红巨星在接近时遭受“剥离”。恒星的外层被黑洞的引力无情地扯下,只留下其核心——一颗白矮星,孤独地悬浮在宇宙间。

英国莱斯特大学的安德鲁·金博士,在深入研究这些X射线数据后,为我们揭示了这一奇观的后续:白矮星并未逃脱黑洞的魔掌,而是被困在了一个椭圆轨道上,每九小时便完成一次环绕黑洞的旅行。每当白矮星靠近黑洞至视界半径的15倍以内(即黑洞的“不返回点”),黑洞便贪婪地吞噬着恒星碎片,这些碎片在黑洞周围形成了一个吸积盘,释放出强烈的X射线。

更令人惊奇的是,研究人员预测这对黑洞与白矮星还将产生引力波,特别是在它们轨道的最近点。而这对奇异组合的未来,将是一个缓慢而又悲壮的过程:随着白矮星与黑洞的距逐渐增加,其质量损失的速度将逐渐减缓,但黑洞仍会不断地吞噬它,直至永远。这场宇宙中的“奇迹生存”向我们展示了生命的顽强与不屈。理论上,一万亿年后,当白矮星的质量缩小至与木星相当,这场宇宙中的较量才将真正结束。但在此之前,它将以一种极其缓慢且难以察觉的方式,向宇宙讲述着这场与黑洞擦肩而过的生存故事。

这样的故事在宇宙中或许并不罕见,但由于种种原因,我们很难捕捉到这样的画面。更大恒星可能需要数千年甚至数万年才能完成一次完整的轨道运动,使得天文学家难以观察到它们的反复爆发。此外,比GSN069中黑洞质量更大的超大质量黑洞可能会直接吞噬恒星,而不会让恒星有机会落入轨道。因此,我们能够观测到这样的现象,确实是一种幸运。

这样的相遇,不仅为我们揭示了黑洞增长的可能途径之一,还让我们得以窥见一颗远在2.5亿光年外的小恒星的轨道、质量和组成。通过广义相对论,我们甚至可以预测出白矮星轨道轴的摆动(进动),这种摆动每两天便会重复一次,为我们提供了观察和研究这一奇妙现象的新视角。

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简介:三农、智农