当一颗恒星离超大质量黑洞太近时,潮汐力将其撕裂,并在恒星的物质落入黑洞时产生明亮的辐射耀斑。天文学家研究这些“潮汐干扰事件”(TDEs)发出的光,以寻找隐藏在星系中心的超大质量黑洞进食行为的线索。
由加州大学圣克鲁兹分校的天文学家领导的TDE新观测现在提供了清晰的证据,证明恒星的碎片在黑洞周围形成了一个旋转盘,称为吸积盘。理论学家们一直在争论吸积盘是否能在潮汐中断事件中有效地形成,而新发现将有助于解决这个问题,第一作者Tiara Hung说,他是加州大学圣克鲁兹分校的博士后研究员。
“在经典理论中,TDE耀斑是由吸积盘驱动的,热气体螺旋进入黑洞的内部区域产生x射线,”Hung说。“但对于大多数TDEs来说,我们看不到x射线——它们大多以紫外线和可见光波长发出光——因此,有人认为,我们看到的不是星尘流碰撞产生的辐射,而是星尘流碰撞产生的辐射。”
联合作者恩里科·拉米雷斯-鲁伊斯(Enrico Ramirez-Ruiz)是UCSC的天文学和天体物理学教授,与香港大学的简·戴(Jane Dai)开发了一个理论模型,发表于2018年,该模型可以解释为什么x射线在TDEs中通常没有被观测到,尽管形成了一个吸气盘。新的观测结果为这个模型提供了有力的支持。
拉米雷斯-鲁伊斯说:“即使我们没有看到x射线,杏耀登录地址这也是第一次确凿地证实在这些事件中形成了吸积盘。”“靠近黑洞的区域被光学上厚厚的风掩盖了,所以我们看不到x射线的发射,但我们确实看到了来自一个扩展的椭圆盘的可见光。”
吸积盘的证据来自光谱观测。联合作者Ryan Foley是UCSC的天文学和天体物理学助理教授,他和他的团队开始监测TDE(命名为2018hyz),它在2018年11月被全天空超新星自动调查(ASAS-SN)首次探测到。2019年1月1日晚,福利在加州大学里克天文台用3米高的谢恩望远镜观测TDE时,注意到一个不寻常的光谱。
“我大吃一惊,马上意识到这将会很有趣,”他说。“最引人注目的是氢线——氢气的排放——它有一个双峰轮廓,与我们见过的其他TDE不同。”
福利解释说,光谱中的双峰是由多普勒效应引起的,多普勒效应使运动物体发出的光的频率发生了改变。在黑洞周围吸积盘螺旋和在一个角度看,一些材料将朝着观察者,它发出的光会转移到更高的频率,和一些材料将远离观察者,光移到一个较低的频率。
弗利说:“这和赛道上赛车的声音从靠近你时的高音变为经过并开始远离你时的低音是一样的。”“如果你坐在露天看台上,一个拐弯处的汽车都向你驶来,而另一个拐弯处的汽车则远离你。在吸积盘中,气体以类似的方式围绕黑洞运动,这就是光谱中出现两个峰值的原因。”
在接下来的几个月里,该团队继续收集数据,用几台望远镜观察TDE的变化。Hung对数据进行了详细的分析,表明在恒星破裂后的几周内,磁盘形成的速度相对较快。这些发现表明,尽管罕见的双峰发射,但在光学探测的TDEs中,盘的形成可能是常见的,这取决于诸如相对于观察者的盘的倾斜度等因素。
拉米雷斯-鲁伊斯说:“我觉得我们很幸运。”“我们的模拟表明,我们观察到的东西对这种倾向非常敏感。有一个首选的方向来观察这些双峰特征,和一个不同的方向来观察x射线发射。”
他指出,洪对多波长后续观测的分析,包括光度和光谱数据,
杏耀平台的价值观 ,登录杏耀平台为这些不寻常的事件提供了前所未有的见解。拉米雷斯-鲁伊斯说:“当我们有了光谱,我们可以了解很多关于气体的运动学,并对吸积过程以及是什么驱动了气体的释放有了更清晰的理解。”