宇宙中最亮的物体是每天吞噬一颗恒星的黑洞
科学家们现在报告了地狱真实情况的证据,也许是因为没有人回来讲述这个故事。地狱被想象为一个极其不舒服的地方,炎热且对人类生命体充满敌意。
由于对整个天空进行了大规模的天文调查,我们现在发现了可能是宇宙中最地狱般的地方。
在《自然天文学》的一篇新论文中,我们描述了一个黑洞,周围环绕着迄今为止发现的最大、最亮的俘获物质盘。因此,这个名为J0529-4351的天体也是迄今为止在宇宙中发现的最亮的天体。
超大质量黑洞
天文学家已经在宇宙中发现了大约一百万个快速增长的超大质量黑洞,这种黑洞位于星系中心,质量相当于数百万或数十亿个太阳。
为了快速生长,它们将恒星和气体云拉出稳定轨道,并将它们拖入称为吸积盘的轨道材料环中。一旦到达那里,几乎没有物质逃逸;圆盘只是物质的固定模式,很快就会被黑洞吞噬。
当盘中的材料相互摩擦时,盘会因摩擦而发热。如果含有足够的物质,热量的光芒就会变得如此明亮,以至于比数千个星系都黯然失色,并使我们在距离地球超过120亿光年的地球上可以看到黑洞的疯狂进食。
宇宙中增长最快的黑洞
J0529-4351吸积盘发出的光强度比太阳强500万亿倍。只有黑洞每天吞噬大约相当于太阳的物质,才能释放出如此惊人的能量。
它也必须已经具有很大的质量。我们的数据表明J0529-4351的质量是太阳质量的15至200亿倍。
没有必要害怕这样的黑洞。这个怪物发出的光花了超过120亿年才到达我们这里,这意味着它早就停止生长了。
在附近的宇宙中,我们现在看到的超大质量黑洞大多是沉睡的巨人。
黑洞失去控制
黑洞疯狂进食的时代已经结束,因为漂浮在星系中的气体大部分已经变成了恒星。经过数十亿年,恒星已经将自己分类成有序的模式:它们大多围绕沉睡在星系核心的黑洞运行在长而整齐的轨道上。
即使一颗恒星突然冲向黑洞,它也很可能会进行弹弓动作,再次向另一个方向逃逸。
太空探测器使用这样的弹弓机动来获得木星的推动,以进入太阳系中难以到达的部分。但想象一下,如果太空更加拥挤,而我们的探测器撞上了另一个方向的探测器:两者会相撞并爆炸成一团碎片,并迅速落入木星的大气层中。
恒星之间的这种碰撞在年轻宇宙的无序状态中很常见,而黑洞是混沌的早期受益者。
吸积盘:太空旅行者的禁区
吸积盘是通往一个没有任何回报的地方的门户,但它们本身对生命也非常不友好。它们就像巨大的风暴细胞,其云层在温度达到几万摄氏度时会发光。
随着我们越来越接近洞口,云层的移动速度越来越快,速度可达每秒10万公里。它们在一秒钟内移动的距离相当于地球在一小时内移动的距离。
J0529-4351周围的圆盘直径为七光年。这是太阳到最近的邻居半人马座阿尔法星距离的一倍半。
为什么只是现在?
如果这是宇宙中最亮的东西,为什么现在才被发现?简而言之,这是因为宇宙中充满了发光的黑洞。
世界上的望远镜产生的数据如此之多,以至于天文学家使用复杂的机器学习工具来筛选所有数据。机器学习本质上倾向于寻找与之前发现的相似的东西。
这使得机器学习非常擅长寻找黑洞周围的普通吸积盘(迄今为止已检测到大约一百万个),但不擅长发现像J0529-4351这样的罕见异常值。2015年,一个中国团队差点错过了一个由算法发现的快速增长的黑洞,因为它看起来太极端而不是真实的。
在我们最近的工作中,我们的目标是找到所有最极端的物体、最明亮和增长最快的黑洞,因此我们避免使用由太多先验知识指导的机器学习工具。相反,我们使用更老式的方法来搜索覆盖整个天空的新数据,并取得了出色的结果。
我们的工作还依赖于澳大利亚与欧洲南方天文台目前长达10年的合作关系。
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