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天文學家首次解讀遙遠黑洞吞噬恆星

當恆星太靠近黑洞時,巨大質量黑洞的引力會將恆星撕裂。台灣天文學家參與國際團隊見證了宇宙弱肉強食的現象,研究成果將刊登在 8月25日出版的「自然」(Nature) 期刊。

美國航空暨太空總署的「雨燕」衛星 (Swift) 於2011年3月28日偵測到天龍座方向發出前所未有的異常高能閃焰。此閃焰來自38億光年外的一個星系,顯示星系中心的黑洞正吞噬一顆類似太陽的恆星,稱為「Swift J1644+57」,以衛星名稱以及坐標位置來命名。

賓州州立大學天文及天文物理所教授大衛 伯羅斯(David Burrows)所領導的跨國研究團隊,對Swift J1644+57做多波段的詳細研究。觀測的波段涵蓋衛星可偵測的高能伽瑪射線,X射線和紫外光,以及地面可觀測的可見光和紅外光。多波段觀測結果顯示造成SwiftJ1644+57高能現象的黑洞,其質量約為銀河中心巨大黑洞的兩倍,也就是相當數百萬個太陽質量。多波段觀測結果也顯示,強烈磁場主導了高能粒子噴流。

This illustration steps through the events that scientists think likely resulted in Swift J1644+57. Credit: NASA/Goddard Space Flight Center/Swift恆星的氣體被黑洞捕捉後,繞著黑洞旋轉,掉進黑洞中。萬有引力與強烈電磁場使得周圍時空成為漏斗狀。當氣體旋入黑洞時,高能粒子以近光速的速度,沿著黑洞自轉軸向外逃脫,形成高能粒子噴流,造成伽瑪射線,X射線,紫外光,可見光,甚至紅外光波段產生閃焰。Swift J1644+57所產生的噴流方向朝向地球,被「雨燕」衛星偵測到其強烈的伽瑪射線和X射線。參與這個計畫的中央大學天文所浦田裕次助理教授說:「這讓我們首次目睹黑洞吞噬恆星的過程」。

浦田裕次所帶領的「東亞伽瑪射線爆觀測網」,提供詳細的Swift J1644+57地面可見光和紅外光觀測資料。此觀測網結合東亞地區望遠鏡,針對伽瑪射線爆餘暉進行聯合觀測,參與的天文台位於台灣,大陸,日本和南韓。這次的觀測還包括了位在夏威夷的望遠鏡。中央研究院天文所的黃麗錦,使用鹿林一米望遠鏡,也針對這次伽瑪射線爆餘輝提供觀測數據。「這是衛星觀測配合地面望遠鏡的成功案例。我們很高興能夠在國際團隊中做出貢獻。」

Swift J1644+57的發現,使人們對於黑洞的生長過程有了初步認識。浦田裕次說:「天文學者對於這類的天文事件所知甚少,目前台灣參與的泛星巡天計畫,將會發現更多類似事件,讓我們進一步認識黑洞形成機制。」

詳細研究內容請參閱NASA新聞

資料來源:中央大學天文研究所

引用自臺北天文館之網路天文館網站

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