黑洞看“心情”吃恒星 “灯光” 学术资讯

当恒星被黑洞捕获时，它会被拉扯成长条意大利面的形状。

在整个宇宙中，无数巨型黑洞潜伏在星系中心的黑暗中。它们就像阴影中的捕食者，耐心地等待毫无戒心的恒星经过，然后利用自身强大的引力把它们拉扯成长条意大利面的形状，最后再把它们吞咽下去。当黑洞吞噬恒星时，它会发射可见光或X射线。换句话说，天文学家们有时能在可见光波段观测到这一壮观的景象，有时则是在X射线中。然而，到最近为止，天文学家们几乎从未同时探测到黑洞发射的这两种辐射。因此他们不禁发问：难道黑洞有两种吞噬恒星的方式吗?

据美国“物理学组织”网站2月6日消息称，荷兰拉德堡德大学、荷兰空间研究中心（SRON）的天文学家Peter Jonker带领的研究团队日前在《天体物理学杂志》杂志刊发的研究称，他们已经用X射线望远镜发现了若干被黑洞捕获的恒星，即若干X射线的来源，而这些恒星是之前先在可见光波段发现的。研究人员发现，黑洞吞咽恒星的方式似乎都如出一辙，而它们的“情景灯光”则是根据一种固定模式而发生变化的。

具体说来，当一颗恒星被捕获后，它被拉伸成一条很长的线，这根线的末端在绕着黑洞运行一圈后，它会遇到自己的“线头”，就好像一条蛇咬住了自己的尾巴。这种碰撞会导致这根线从空中向黑洞坠落，而当恒星被吞噬时，首先会发出可见光，然后再发出X射线。因此，黑洞看上去确实展现出了一种共有的“进食”行为模式，并且他们“晚餐”时的“情绪灯光”会从柔和的白光转化成苍白而耀眼的X射线。对于可见光和X射线是严格按顺序释放的这种现象，Jonker提出了两种可能的理论解释。

第一种观点认为，可见光的发射是由碰撞过程中释放的能量引起的，我们之所以能看到X射线，是因为恒星物质在向黑洞下落的过程中丧失了势能。被粉碎的恒星气体流开始像“黑体”（black bod）一样发光，其光谱曲线特征会在软X射线波段上达到峰值。第二种观点认为，碰撞本身会发射出X射线，但随即会形成一个致密云团，它在吸收X射线后再将它以可见光的形式重新放射。当恒星物质量消耗到一定程度时，云团就会变得非常薄，足以让X射线穿透，其中包括由于势能骤降而产生的X射线辐射。

Jonker理论的一个推论是，黑洞的旋转与恒星被吞噬时发出的X射线量之间存在着某种联系。黑洞是否旋转，目前还不得而知。如果eROSITA太空望远镜每年都能观测到成百上千的“条状意面”，那么这就证实黑洞的确在旋转；如果探测到的数量很少，那么就意味着黑洞是静止的。

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编译：朱明逸

审稿：阿淼

责编：雷鑫宇

期刊来源：《天体物理学杂志》

期刊编号：0004-637X

原文链接：

https://phys.org/news/2020-02-black-holes-stars-variable-mood.html