黑洞引力能把恒星撕碎，拉成一長條意大利面，能繞黑洞一整圈！

當黑洞吞噬恒星時，會產生可見光或X射線，但天文學家?guī)缀鯊奈刺綔y到這兩種類型的輻射。天文學家彼得·容克(SRON/Radboud大學)和同事們現(xiàn)在已經用X射線望遠鏡發(fā)現(xiàn)了一些被捕獲的恒星，這些恒星是在光學上被發(fā)現(xiàn)的幾年后被發(fā)現(xiàn)的。畢竟，黑洞似乎都是以同樣的方式進餐，而“情緒”則是按照固定的模式變化，其研究成果現(xiàn)已發(fā)表在《天體物理學》期刊上。

在整個宇宙中，巨大的黑洞潛伏在星系中心，就像埋伏的掠食者一樣，它們耐心地等待毫無戒心的星星經過，并利用其壓倒性的引力將它們撕碎，變成一條意大利面，最后將它們吞噬。天文學家有時在可見光下看到這一奇觀，有時在X射線上看到，但幾乎從來不會同時在兩種光中看到這一奇觀，黑洞吃恒星有兩種不同的方式嗎？天文學家彼得·容克和國際同事現(xiàn)在已經用錢德拉X射線望遠鏡觀測到了一些源。

從可見光到X射線

這些源最初是幾年前在光學波段中發(fā)現(xiàn)的，看起來恒星在被吞噬的過程中，首先發(fā)出可見光，然后發(fā)出X射線。因此，黑洞確實有一個共同的進食行為，而晚餐期間的“情緒”根據(jù)固定的模式變化，從溫和的白色光到蒼白的明亮X射線。天文學家發(fā)現(xiàn)可能很快就會得到驗證，方法是將發(fā)射的X射線衛(wèi)星eROSITA（雅典娜的前身）與掃描天空收集可見光的望遠鏡(如BlackGEM望遠鏡)數(shù)據(jù)結合起來。

該望遠鏡目前正在拉德布大學(Radboud University)的監(jiān)督下安裝在智利。一顆被捕獲恒星被拉成如此長的一條意大利面線，以至于它在繞黑洞完整軌道一周后與自己相遇，就像一條蛇咬它的尾巴一樣。這種碰撞會導致弦失去高度，并向黑洞墜落。理論有兩種可能的解釋，即可見光和X射線都是嚴格按照這個順序釋放的。第一種選擇是可見光發(fā)射是由碰撞過程中釋放的能量引起。

我們看到X射線是因為在向黑洞下落的過程中損失了勢能，撕碎的恒星氣體流開始像黑體一樣發(fā)光，其特征曲線是在軟X射線中達到峰值的光譜。第二種是碰撞本身會發(fā)射X射線，但會出現(xiàn)一團濃密的云團，吸收X射線并將其重新發(fā)射為可見光。當足夠多的恒星物質消失時，星云變得足夠薄，可以讓X射線通過，包括隨之而來的勢能損失導致俯沖產生的X射線輻射。

其理論的一個結果是，在黑洞自轉和恒星被吃掉時發(fā)出的X射線數(shù)量之間存在聯(lián)系。黑洞是否旋轉目前尚不清楚，如果eROSITA每年觀測到數(shù)百條意大利面條，這可能證實黑洞在旋轉，如果每年只探測到幾個，那就表明黑洞是靜止的。黑洞自旋的分布以及從撕碎恒星到峰值X射線亮度之間的時間延遲，研究進一步預測，在光學和X射線中，退行性和進行性吸積盤的數(shù)量不對稱，觀測偏差的細節(jié)，可能有助于觀察到光學和X射線之間的差異。

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博科園｜研究/來自：SRON荷蘭空間研究所

參考期刊《天體物理學》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab659c

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