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倖存的代價:銀河系GSN 069黑洞將把一顆恆星變成行星

倖存的代價:銀河系GSN 069黑洞將把一顆恆星變成行星

2020-04-27 Comments 0 Comment

受巨大引力的影響,黑洞附近的天體遲早要墮入吸積盤,甚至連光線本身也無法逃脫。不過在銀河系GSN 069中,一顆恆星卻有望在與黑洞的近距離遭遇中倖存下來。代價就是被吸收大量的物質,使之從紅巨星變成白矮星。並且在大約一萬億年之後,它又會變成一顆實際上的行星。

1.jpg

(圖自:NASA/CXC/M. Weiss)

在宇宙中,黑洞會定期摧毀恆星,期間會上演壯觀的“燈光秀”。不過最近,天文學家們發現了一個可以倖免於難的案例,即便後續命運更有戲劇性。

天文學家Andrew King 表示:在最初靠近黑洞的時候,它還是一顆紅巨星。但在掠過之後,其外層較輕的氫元素已被吸走,最終只留下了一顆白矮星。

2.jpg

恆星軌跡圖(來自:NASA/CXC/M.Weiss)

這顆白矮星被困在黑洞周圍的橢圓軌道上,公轉週期約為9 小時。幸運的是,其始終處於“不可及”的位置(最接近點的距離,仍是事件視界半徑的15 倍左右),因此能夠避免墜入黑洞。

不過這個橢圓軌道也不是完全不受黑洞引力的影響,每次公轉後,你會發現它都朝著稍微不同的方向甩開。在大約兩天的時間裡,天文學家就看到了類似玫瑰花結的軌跡。

0.jpg

天文學家通過X 射線分析揭示了這個故事,NASA 錢德拉X 射線天文台和ESA 的XMM-Newton 都可以觀察到。

Andrew King 注意到GSN 069 中的X 射線會像鐘擺一樣每9 小時爆發一次,因此猜測該恆星會在最靠近黑洞的公轉軌道時帶來X 射線的爆發。

A Quick Look at a Star Survives Close Call with a Black Hole(via)

該過程會持續剝奪這枚白矮星的外層物質,但最終並不會像其它近黑洞天體那樣被吞噬。由於失去了質量,恆星的大小反而會有所膨脹,後續的軌道也會變得更圓。

最終,這枚白矮星會擺脫與黑洞的死亡舞蹈,甚至可在大約一萬億年後變成一枚行星。不過鑑於這個猜測比已知的宇宙歷史還長70 倍以上,目前暫不清楚它還能不能等到那一天。

有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《皇家天文學月刊》上,原標題為《GSN 069 — A Tidal Disruption Near-Miss》。

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