科学家探测到了黑洞吞噬恒星的射电回波学术资讯

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▲超大质量黑洞活跃进食（比如一颗它刚刚扯碎的恒星）的时候，内区吸积流和喷流的艺术想象图。

2014年11月11日，一个全球望远镜网络捕捉到了3亿光年外的潮汐瓦解耀发的信号。这是一个黑洞扯碎一颗路过的恒星所产生的电磁能量爆发。自此发现以来，天文学家已经使用别的望远镜观测了这一罕见事件，以更多地了解黑洞如何吞噬物质并调节星系的增长。

来自美国麻省理工和美国约翰·霍普金斯大学的科学家探测到了一个耀发的射电信号，这与13天之前探测到的同一个耀发发出的X射线辐射非常吻合。他们相信与这个耀发事件的X射线辐射有超过百分之九十相似性的这些射电“回波”不仅仅是一次偶然事件。

麻省理工Kavli天体物理和空间研究所的博士后Dheeraj Pasham说，这些高度相似的特征表明从黑洞喷出的喷流能量受控于黑洞吞噬被毁灭的恒星的速率。Pasham和合作者约翰·霍普金斯大学的Sjoert van Velzen本周在《天体物理学杂志》上发文报告了这个结果。

基于黑洞演化的理论模型，结合对遥远星系的观测，科学家对一个潮汐瓦解事件中所发生的事情有了一般性理解：当一颗恒星近距离经过一个黑洞时，这个黑洞的引力在这颗恒星上产生潮汐力，和月球在地球上引起潮汐的方式类似。然而，黑洞的引力太强，可以瓦解恒星，将其拉伸、展平到像一个煎饼并最终将这颗恒星撕成碎片。此后，恒星残骸落下形成一个吸积盘——一个宇宙物质漩涡，最终汇入黑洞。

这个过程产生了整个电磁波谱的巨大能量爆发。科学家已经在光学、紫外和X射线波段，偶尔也在射电波段观测到这些爆发。X射线辐射的来源被认为是吸积盘内区极热的物质。光学和紫外辐射可能来源于吸积盘中靠外的物质。

Pasham和van Velzen查看了全球望远镜网络ASASSN（全天自动超新星巡天）于2014年发现的一个潮汐瓦解耀发的数据。在最初的发现后不久，多个波段的望远镜聚焦于此事件，天文学家给这次事件取名ASASSN-14li。Pasham和van Velzen查看了三台望远镜的这个事件超过180天的射电数据。

他们把射电数据与X射线数据匹配，平移并比较相似性。他们发现当平移量为13天时，这些数据最为相似，相似程度达百分之九十。也就是说，X射线谱中同样的起伏于13天后在射电波段出现。

“产生这种耦合的唯一方式是存在一个物理过程将产生X射线的吸积流和产生射电的区域联系起来。”Pasham说。

这个结果或许能帮助科学家更好地了解喷流行为的物理——这是为星系演化建模的必要因素。人们认为星系通过形成新的恒星来增长，这个过程要求非常低的温度。当黑洞发出粒子喷流，它加热了周围的星系，令恒星形成暂时停止。

“如果黑洞吸积的速率正比于其输出能量的速率，并且如果这对每个黑洞都成立，那么它就是一个能在星系演化模拟中使用的简单规律。”Pasham说：“所以这暗示某种更大的图像。”

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编译：钱磊审稿：西莫编辑：程建兰

来源：https://phys.org/news/2018-03-scientists-radio-echoes-black-hole.html