毫無徵兆地突然消失,是誰「消滅」了這些恆星?
2023-03-31 07:59:57
他們可能被自己內部的黑洞吞噬了。
藝術家描繪的超新星爆炸。詹姆斯·約瑟夫斯/史文朋科技大學
恆星依靠其內核中光元素的融合來維持其存在。這些輕元素從氫和氦一直到較重的碳和氧的融合。聚變產生的輻射壓力使恆星能夠抵抗自身的重力而不坍縮。
但是當融合達到鐵的時候就結束了。將鐵轉化為較重元素所需的能量大於輸出能量。一旦核聚變停止,恆星的核心將會坍塌,重力將會唱著勝利之歌,將恆星的核心壓縮成中子星,甚至是密度極高的黑洞。與此同時,恆星的外層將會坍塌,將死去的恆星變成銀河系中最亮的孩子。
這是超新星爆炸。大多數人認為這是所有質量足夠的恆星的最終結果。但事實上,宇宙中有一些恆星會以某種方式消失。它們沒有變成超新星,只是消失了。他們去哪裡了?天文學家認為它們都變成了黑洞。然而,儘管該理論並不排除某些大質量恆星可能會悄悄地變成黑洞的可能性,但這種奇怪的事情真的有可能在現實中發生嗎?
最近,一些天文學家通過模擬發現,這種奇怪的事情確實是可能的。一些大質量恆星的突然消失是由於它們的緩慢旋轉。它們直接變成黑洞。沒有超新星爆炸,整個過程是無聲的。
模擬結果表明,如果恆星旋轉足夠快,坍縮將是不夠的。在這種情況下,新形成的黑洞周圍會出現一個氣體環,在形成過程中會產生大量的熱量,並導致恆星外層被拋出。然而,如果恆星的旋轉速度低於某個下限,氣體環將不會形成,恆星將被其心臟中存在的黑洞無聲地吞沒。
這項研究結合了廣義相對論、計算技術、恆星模型和大質量恆星黑洞形成過程的最新觀測數據。相關論文發表在最近的《天體物理學雜誌通訊》上。
黑洞周圍快速旋轉氣體環的形成。伊利亞·曼德爾/ ARC引力波發現卓越中心
參考:
關於最大恆星旋轉形成黑洞而沒有伴隨的發光躍遷