觀看黑洞在瘋狂的新模擬中將恒星撕成碎片

巨大黑洞在像我們自己的銀河系這樣的星系中心，人們偶爾會咀嚼附近的恒星。

這導(dǎo)致了一個戲劇性和復(fù)雜的過程，因為恒星向超大質(zhì)量墜落黑洞是意大利面然后撕成碎片。由此產(chǎn)生的煙花被稱為潮汐破壞事件。

在一個新研究今天發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志快報》，我們已經(jīng)制作了迄今為止最詳細的模擬，說明這個過程在一年的時間里是如何演變的。

一個黑洞撕裂了太陽

美國天文學(xué)家杰克·希爾斯（Jack G. Hills）和英國天文學(xué)家馬丁·里斯（Martin Rees）在1970年代和80年代首次提出了潮汐破壞事件的理論。

里斯理論預(yù)言來自恒星的一半碎片將仍然與黑洞結(jié)合，與自身碰撞形成一個被稱為黑洞的熾熱、發(fā)光的物質(zhì)漩渦。吸積盤.光盤會很熱，它應(yīng)該輻射大量的 X 射線。

但出乎所有人意料的是，迄今為止發(fā)現(xiàn)的100多個候選潮汐破壞事件中，大多數(shù)被發(fā)現(xiàn)主要在可見光波長下發(fā)光，而不是X射線。

在碎片中觀察到的溫度僅為10,000攝氏度。這就像一個適度溫暖的星星，而不是超大質(zhì)量黑洞周圍的熱氣體預(yù)期的數(shù)百萬度。

更奇怪的是推斷出的黑洞周圍發(fā)光物質(zhì)的大?。罕任覀兊奶栂荡髱妆叮⑶乙怨馑俚陌俜种畮籽杆購暮诙磁蛎?。

鑒于即使是一百萬太陽質(zhì)量的黑洞也只比我們的太陽大一點，從觀測中推斷出的發(fā)光物質(zhì)球的巨大尺寸完全令人驚訝。

雖然天體物理學(xué)家推測，在破壞過程中，黑洞必須以某種方式被物質(zhì)窒息，以解釋X射線發(fā)射的缺乏，但迄今為止，還沒有人能夠證明這實際上是如何發(fā)生的。這就是我們模擬的用武之地。

啜飲和打嗝

黑洞是亂七八糟的食客——就像一個五歲的孩子拿著一碗意大利面一樣。恒星最初是一個緊湊的物體，但會變成意大利面條：被黑洞的極端潮汐拉伸成一條又長又細的線。

當現(xiàn)在被撕碎的恒星中的一半物質(zhì)被吸向黑洞時，實際上只有1%的物質(zhì)被吞下。其余的最終被從黑洞中吹走一種宇宙的“打嗝”.

用計算機模擬潮汐破壞事件是很困難的。牛頓萬有引力定律在超大質(zhì)量黑洞附近不起作用，因此必須包括愛因斯坦的所有奇怪而奇妙的效應(yīng)廣義相對論.

但努力工作是博士生的目的。我們最近的畢業(yè)生大衛(wèi)·利普泰（David Liptai）開發(fā)了一種新的愛因斯坦方式模擬方法，該方法使團隊能夠通過向最近的黑洞的大方向投擲毫無戒心的恒星來進行實驗。你甚至可以自己動手.

從這里的視頻中可以看到，由此產(chǎn)生的模擬是第一個顯示從啜飲到打嗝的整個潮汐破壞事件的模擬。

他們跟隨恒星的意大利面條化，直到碎片落回黑洞上，然后近距離接近，將溪流變成像蠕動的花園軟管一樣的東西。模擬在首次暴跌后持續(xù)一年多。

花了一年多的時間才在其中一個上運行澳大利亞最強大的超級計算機.縮小的版本如下所示：

我們發(fā)現(xiàn)了什么？

令我們非常驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)落入黑洞的1%的物質(zhì)會產(chǎn)生如此多的熱量，它為極其強大且?guī)缀醭是蛐蔚牧鞒鎏峁﹦恿?。（有點像那次你吃了太多咖喱，原因大致相同。

黑洞根本吞不下那么多，所以它無法吞咽的東西會窒息中央發(fā)動機并被穩(wěn)步甩開。

當像我們的望遠鏡一樣觀察它們時，模擬可以解釋很多。原來以前的研究人員關(guān)于窒息是正確的.它看起來像這樣：

新的模擬揭示了為什么潮汐破壞事件看起來確實像一顆太陽系大小的恒星，以光速的百分之幾膨脹，由內(nèi)部的黑洞提供動力。事實上，人們甚至可以稱其為”黑洞太陽".

丹尼爾·普萊斯，天體物理學(xué)教授，莫納什大學(xué)

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