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黑洞吞噬恒星时会产生中微子吗?新研究提出质疑

前瞻网    2021-11-03 13:51

 

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2019年10月,一个高能量的中微子撞上了南极洲。这个难以探测的中微子引起了天文学家的兴趣:是什么能产生如此强大的粒子?

研究人员将中微子追溯到一个刚刚撕裂并吞下一颗恒星的超大质量黑洞。被称为潮汐破坏事件(TDE)的AT2019dsg发生在几个月前,即2019年4月,发生在中微子产生的天空区域。天文学家说,这种异常猛烈的事件一定是这种强大粒子的来源。

在发表在《天体物理学杂志》上的一项研究中,哈佛大学天体物理学中心和史密森学会以及西北大学的研究人员提出了关于AT2019dsg的大量新无线电观测的数据,从而计算出该事件所发射的能量。研究结果显示,AT2019dsg产生的能量远不及中微子所需的能量;事实上,它喷出的能量相当“普通”。

虽然似乎有悖常理,但黑洞并不总是能吞噬一切。当一颗恒星离黑洞太近时,引力开始拉长,从而导致恒星变形。最终,被拉长的物质围绕着黑洞旋转并加热,在天空中形成一个闪光,天文学家可以在数百万光年外发现它。但是,当有太多的物质时,黑洞不可能一下子顺利地把它吃掉。在这个过程中,一些气体会被重新喷出来。就像婴儿吃饭时,一些食物会落在地板或墙壁上。

这些残羹剩饭以外流或喷射的形式被甩回太空,如果足够强大,理论上可以产生一种被称为中微子的亚原子粒子。

利用新墨西哥州的超大型阵列和智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),研究小组能够在黑洞开始吞噬恒星后的500多天后,对大约7.5亿光年外的AT2019dsg进行观测。根据这些数据,流出的能量总量相当于太阳在3000万年的时间里所辐射的能量。虽然这听起来令人印象深刻,但在2019年10月1日发现的强大中微子需要一个能量比其大1000倍的来源。

如果这个中微子来自AT2019dsg,这就提出了一个问题:为什么科学家没有在这个距离或更近的地方发现与超新星有关的中微子?它们更常见,而且具有相同的能量速度。

研究小组的结论是,中微子不太可能来自这个特定的TDE。然而,如果确是如此,天文学家们还远远没有理解TDE以及它们如何发射中微子。

科学家总结:“我们可能会再次研究,仍有许多东西需要学习。”

该研究论文题为'Radio Observations of an Ordinary Outflow from the Tidal Disruption Event AT2019dsg',已发表在《天体物理学杂志》期刊上。

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责任编辑: 3976DBC

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