我们所有人,不仅仅是天文学家,都对物质被吸入黑洞巨口时会发生什么感到着迷。通常,我们不得不从相当于视野受限的看台座位观看这些宇宙垃圾处理机在银河系和遥远星系中运作。但这一次,我们可能获得了位于最佳位置的贵宾席。
在未来几年内,我们星系中心的超大质量黑洞可能会撕裂并吞噬一个质量相当于小型行星的尘埃和气体云。
大约在18个月后,这个新发现的天体将接近我们银河系中心宇宙的孔口。它的轨道将使其到达距离黑洞约36光时的地方,大约是目前NASA的旅行者1号探测器与太阳之间距离的两倍。
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事情可能会变得有趣起来。一群天文学家在12月14日在线发表于《自然》杂志上的一项研究报告中指出,黑洞应该会撕裂气体云并将其向内拉扯,随着气体被压缩和加热,从而产生可探测到的X射线辐射激增。根据云团瓦解的方式,黑洞可能会在未来几年内以此为食,显着增强从黑洞边缘(即事件视界)之外发出的微弱光芒,并为天体物理学家提供一个独特的观察黑洞“消化”过程的视角。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)
“本质上,我们以前从未见过宇宙中任何黑洞是如何被喂食的,”该研究的合著者,德国加兴马克斯·普朗克地外物理研究所的天文学家斯特凡·吉勒森说。“现在我们有机会观察到有东西掉进去。” 吉勒森和他的同事使用位于智利的欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)识别出了该天体并确定了其轨迹。
许多恒星围绕银河系中心的黑洞运行,该黑洞的质量是四百万个太阳。但是,像气体云这样结合力较弱的天体无法在银河系中心的强烈引力下拉中幸存下来。吉勒森和他的同事估计,这个新发现的团块质量是地球的三倍,他们说,当它在2013年冲向最近点时,它已经被黑洞压倒性的引力扭曲了。极端引力效应有时被称为“意大利面化”,会将落向黑洞的物体拉伸成长条状。“我们看到这种情况正在这片云团上发生,”吉勒森说。“它正在我们眼前被瓦解。我们看到了意大利面效应正在发生。”
这次坠落事件应该可以用大型望远镜(例如地球上的VLT和凯克望远镜以及NASA的钱德拉X射线天文台)观察到,这可能会为我们提供关于银河系黑洞周围环境的新线索。它还可以提供关于超大质量黑洞行为的新信息,超大质量黑洞存在于所有大型星系的中心。
但是,关于坠落事件的预测取决于以下结论:这个飞速掠过银河系中心超大质量黑洞的天体确实是一团松散的气体,而不是更坚固的东西。加州大学洛杉矶分校的天文学家安德里亚·盖兹研究黑洞周围区域,她怀疑这个飞入的天体实际上是一颗恒星。如果是那样,该天体将能够在如此近距离地掠过黑洞后幸存下来而不会被撕裂——事实上,天文学家已经观察到恒星巡航到距离银河系黑洞11光时以内,并活下来看到了另一次轨道运行。在这种情况下,被剥夺了“晚餐”的黑洞将继续发出稳定的低语,而不是发出怒吼。
由于该天体在VLT的观测中在某些红外波长下出现,而在其他波长下没有出现,研究人员得以估计其温度。他们说,这片云团只有大约550开尔文(275摄氏度),大约是太阳表面温度的十分之一,因此太冷而不可能是恒星。但盖兹说,它可能是一颗被星际物质包裹的恒星。
“我不会为了他们对它是什么的解释而赌上我的房子,”盖兹说。“这介于非同寻常和相当普通之间。” 与大多数天文谜团不同,这个问题实际上应该很快就会得到解决——以怒吼或低语的方式。