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勇敢的白矮星与巨大的黑洞近距离相遇

  

  华盛顿:科学家探测到,从离我们银河系相对较近的一个星系的核心发出的x射线闪光频率逐渐增加,似乎来自一颗白矮星——一颗高度致密的恒星余烬——带着死亡的愿望。

  根据研究人员的说法,利用欧洲航天局的xmm -牛顿轨道x射线望远镜进行的观测显示,一颗白矮星在绕银河系的超大质量黑洞运行时,正在接近不归点——称为事件视界。

  “这可能是我们观测到的最接近超大质量黑洞的物体。这非常接近黑洞的视界,”麻省理工学院物理学博士生梅根·马斯特森(Megan Masterson)说,她是这项研究的主要作者,该研究于本周在马里兰州举行的美国天文学会会议上发表,并将发表在《自然》杂志上。

  黑洞是密度极高的物体,其引力如此之强,以至于光都无法逃脱。尽管它们巨大的引力倾向于吸引任何离黑洞太近的物体,比如恒星、气体和尘埃,但研究人员表示,这颗白矮星似乎并没有走向死亡,而是稳定了它围绕黑洞的轨道。

  该星系距离地球约2.7亿光年。一光年是光在一年内传播的距离,5.9万亿英里(9.5万亿公里)。

  大多数星系的核心都有一个大黑洞。在新的观测中,黑洞的质量被称为1ES 1927+654,大约是太阳质量的一百万倍。位于银河系中心的超大质量黑洞被称为人马座A*,其质量大约是这个黑洞的四倍。

  白矮星是宇宙中密度最大的物体之一,尽管密度不如黑洞。质量是太阳八倍的恒星似乎注定要变成白矮星。它们最终会燃烧掉所有用作燃料的氢。然后,引力使它们坍缩,并在“红巨星”阶段吹掉外层,最终留下一个直径与地球大致相当的致密核心——白矮星。

  这颗恒星的质量大约是太阳的10%,运行速度接近光速的一半。它穿过黑洞周围的高能环境,在这种环境中运行时产生x射线闪光。随着白矮星越来越靠近黑洞,其轨道的大小也越来越小,闪光开始变得越来越短,在大约两年的时间里,从每18分钟减少到7分钟,但随后稳定下来。

  研究人员估计,这颗白矮星绕黑洞运行的距离大约是地球与太阳之间距离的5%,也就是略低于500万英里(800万公里)。

  他们说,白矮星的轨道正在稳定下来,这可能是因为白矮星的外层被黑洞吸走了,提供了一种反作用,阻止了这个物体穿过视界,面临被遗忘的命运。他们补充说,这颗白矮星实际上可能能够在这次近距离接触中幸存下来。

  科学家们或许可以利用下一代天文台来确认这确实是一颗白矮星,比如美国宇航局的激光干涉仪空间天线(LISA),它被设计用来探测时空中的涟漪,也就是引力波。

  “对我来说,这个结果的迷人之处在于,它表明物体可以非常接近超大质量黑洞,所以我希望在x射线光和引力波发射中联合探测这些物体,LISA将于2035年发射,”麻省理工学院天体物理学家和研究合著者艾琳卡拉说。

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