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天文学和空间

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垂死的明星在旋转的超凡爆发的黑洞上闪光

09 Jan 2019
黑洞
亮点:艺术家的印象,显示了一种热气体轨道,绕着旋转旋转的黑洞。细长点描绘了盘中的X射线明亮区域。 (礼貌:NASA / CXC / M Weiss)

来自远程星系中心的超大分料黑洞的令人惊讶的X射线信号可以提供用于确定这些庞然座对象的关键信息。

黑洞的两个最基本的属性是它的质量及其旋转。如果你知道这些,“那么你知道关于一个黑洞的一切,” Dheeraj Pasham. 马萨诸塞州理工学院天体物理学与空间研究院的kavli研究所。

测量星系的心脏核心的超迹黑洞的质量相对简单。天文学家刚确定物体周围轨道中的恒星的速度,而且黑洞越大,恒星正在移动越快。然而,测量黑洞是如何旋转的,是更复杂的,因为旋转仅影响空间时间,非常接近黑洞的活动范围。

X射线闪烁

2014年11月22日, Supernovae全天自动化调查 (asassn)检测到从银河系3 000张灯光的大量X光闪光。叫做asassn-14li,事件证明是不是超新星,但一颗星的死亡哭泣被超大的黑洞的潮汐重力拉开,质量大约在太阳的质量大约一百万倍。

一个三重X射线卫星 - 该 Chandra X射线天文台, xmm-refton 迅速 - 快速跟进,在倾注收集的数据时,Pasham及其同事在美国和欧洲发现了一个额外的神秘但定期的X射线信号,持续到三颗卫星的观察450天。

信号使得每131秒亮和淡化,并且在其峰值上比黑洞的平均X射线亮度更强40%。短时间内意味着它来自一个非常靠近黑洞的源,所谓的内最稳定的圆形轨道(ISCO)。这是一个最小的轨道,物体可以在没有落下活动范围的情况下围绕一个黑洞。黑洞旋转的速度越快,ISCO越近的事件地平线。基于轨道的131秒周期,Pasham的团队计算了黑洞的事件范围在光速的一半中旋转。

意大利面和白色矮人

来自死星的一些碎片,在黑洞的引力潮气中产生了原始X射线的原始爆发,仍然应该在黑洞周围圈出,但单独的碎片不会产生周期性X射线信号。相反,Pasham说,最好的解释是,在黑洞周围也有一个未识别的物体。这个对象必须比撕裂的明星更密集,否则它也会被引力力摧毁 - 这留下了很少的选择。

Pasham的理论是ISCO中的物体是一个白色矮人,这是另一颗星的密集核心残余。恒星碎片累积在白色矮化上,在其可见表面上创建热点。当白矮星轨道上黑洞时,我们看到热点周期性地发光并淡出黑洞后面的X射线信号。

Pasham对这个理论持谨慎态度。 “虽然这种模式可以解释观察,但这是一个非常罕见的情况,”他告诉 物理世界。这是因为白矮星不应在ISCO中徘徊超过几百年。虽然轨道是重力稳定的,但其他力在工作中,这些力包括恒星碎片的粘度和湍流,通过该粘度和湍流通过该粘度和湍流通过该粘度和湍流通过该粘度和湍流在黑洞周围的磁场,辐射压力甚至引力波的发射,所有这将最终将白矮星的轨道腐烂进入黑洞。因此,一颗星的可能性在黑洞周围存在的白色矮人同时被撕裂撕裂,似乎是薄薄的。

不断供应星星

然而,星系的中心是明星形成的温床,因此有一个不断补充的星星储层,为超迹黑洞吞噬。此外,宇宙中有足够的超大自主黑洞,即全天候搜索应该能够检测更多类似的事件 - 称为“潮汐中断耀斑” - 这可能导致一些令人兴奋的可能性。

了解超级分配的黑洞形式和生长仍然是长期的拼图,并知道物体旋转的速度有多快,揭示他们的形成历史。最快的旋转黑洞靠近光速旋转。例如,已经测量了Galaxy NGC 1365的中心的黑洞以在光速的80%以上旋转。据认为,具有这种快速旋转的黑洞主要是从大量气体的吸收形成的,而大多来自较小黑洞的合并的黑洞,其中从随机方向添加了角动量,最终旋转旋转慢慢地。 ASASSN-14LI事件中的黑洞的高旋转速率表明它可能具有大多来自气体吸收的。

通过从未来观察到的潮汐中断耀斑中测量许多黑洞的旋转,“我们可以在各种红移的旋转分布的旋转分布,这将直接限制超大分离的黑洞的生长模型,”Pasham说。

研究描述了 科学 .

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