超大质量黑洞是宇宙中最神秘的物体之一,质量往往是太阳的几百万倍乃至几百亿倍,栖身于绝大多数大型星系的核心位置。例如,银河系正中央就栖息着超大质量黑洞人马座A*,其质量约为太阳的400万倍。然而黑洞本身并不发光,天文学家只能通过它们对周围恒星与气体的扰动,间接捕捉它们的踪迹。
模拟显示,黑洞质量、自旋快慢,以及自旋方向与碎片落入轨道面之间的夹角,共同塑造了“耀斑”的模样。图片来源:瑞士苏黎世大学那么,当一颗恒星不小心靠黑洞太近,会上演什么剧情呢?在新一期《天体物理学杂志快报》上,瑞士苏黎世大学与美国雪城大学科学家讲述了恒星惊心动魄的遭遇。
此前,人们听到的故事大致是这样的:当恒星接近黑洞时,黑洞的引力会将它撕成碎片,部分碎片会相互碰撞,释放出巨大能量,之后慢慢螺旋坠入黑洞,这就是所谓的“吸积”。碎片的碰撞与吸积,会释放出惊人的辐射,亮度甚至能短暂盖过整个宿主星系的光——相当于一万亿颗太阳同时燃亮,开始一场盛大的“光之舞会”。
天文学家将此类事件称为“潮汐瓦解事件”。这场“光之舞会”,也成为窥探星系中心超大质量黑洞的重要窗口。
但是,由无数碎片耀斑组成的“光舞”究竟是如何成形的,又是谁在为它们“编舞”?相关细节仍不得而知。其中一个原因在于,这一过程太难精确模拟了。
此次,科学家采用名为“平滑粒子流体动力学”的方法,把恒星分解成无数相互作用的粒子,这些粒子像水一样按照流体力学方程相互作用。他们调用了数百亿个粒子,以前所未有的精细程度模拟了被撕裂恒星的气态遗骸,从而对恒星最终的命运有了更深认识。
结果显示,恒星碎片没有散成一团乱麻,而是凝成一道狭窄而连贯的物质流,在被黑洞彻底吞噬前,沿着一条可预测的路径,绕黑洞流淌。
此前有些模拟因为分辨率不够,描绘了一些错误的细节,比如碎片飞溅。但借助强大的超级计算机和图形处理单元,碎片流的轮廓终于清晰浮现在面前。模拟还显示,黑洞质量、自旋快慢,以及自旋方向与碎片落入轨道面之间的夹角,共同塑造了“耀斑”的模样——何时点亮、亮到何种程度,又能持续多久。
这些“光舞”的剧情,恰好能解开一个久悬未决的谜团:为什么耀斑各具特色?有的耀斑突然亮起,又迅速熄灭;有的从容出现,缓慢衰减;有的亮得刺眼;有的温吞黯淡;还有的行为古怪,难以归类。黑洞质量不同固然能解释部分差异,但新模拟表明,黑洞自旋很可能是造成这些“光舞”千差万别的关键“编导”。
借助愈发逼真的模拟和越来越尖端的望远镜,天文学家正学习着,如何更精细地解读这些来自深空的光芒。
“太忙了。”这是清华大学人工智能(AI)国际治理研究院副院长梁正面对记者脱口而出的一句话。 去年11 ·“这项研究似乎说明,长期生活在食品不安全的状况中所带来的危害是没那么容易逆转的。研究也表明,对于那些因 中新社北京1月1日电 (记者 阮煜琳)中国自然资源部海啸预警中心消息,日本本州西岸近海海域1月1日发生7.4级地震已引发 ■本报记者 冯丽妃 日本当地时间1月1日16时10分,日本西海岸石川县能登半岛发生7.6级地震,震源深度30公里。 截至 中新社北京1月1日电 (记者 阮煜琳)中国自然资源部海啸预警中心消息,日本本州西岸近海海域1月1日发生7.4级地震已引发 记者1月2日从中国科学院昆明植物研究所获悉,近期高黎贡山国家级自然保护区怒江管护局、贡山管护分局联合该所组成的考察 。本文链接:恒星靠近黑洞:一场盛大的“光之舞会”http://www.sushuapos.com/show-11-33791-0.html
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