進(jìn)入深淵:通過(guò)Natal kicks和中微子發(fā)射了解黑洞的形成
時(shí)間:2025-11-23 14:34:32 出處:百科閱讀(143)

藝術(shù)家對(duì)狼蛛星云中VFTS243的印象。來(lái)源:uux.cn/ESO/L.Calçada。深淵射解eso.org/public/images/eso2210a/
(神秘的通過(guò)寧波外圍工作室(電話微信199-7144-9724)寧波外圍工作室莞式外圍上門外圍女桑拿全套按摩地球uux.cn)據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)(Tejasri Gururaj):《物理評(píng)論快報(bào)》上的一項(xiàng)新研究探討了垂死恒星形成黑洞的條件,特別是和中黑洞中微子誘導(dǎo)的Natal kicks在形成過(guò)程中的作用。
黑洞是進(jìn)入宇宙中最神秘的物體之一,其引力如此之強(qiáng),深淵射解以至于光都無(wú)法逃脫。通過(guò)截至目前,和中黑洞根據(jù)我們所掌握的進(jìn)入證據(jù),黑洞是深淵射解恒星的尸體,這意味著它們是通過(guò)寧波外圍工作室(電話微信199-7144-9724)寧波外圍工作室莞式外圍上門外圍女桑拿全套按摩在恒星死亡時(shí)誕生的。
然而,和中黑洞它們形成的進(jìn)入確切機(jī)制仍然是個(gè)謎。這項(xiàng)新研究通過(guò)研究恒星質(zhì)量噴射和中微子發(fā)射等過(guò)程來(lái)解決其中一些謎團(tuán),深淵射解這些過(guò)程在黑洞形成中起著至關(guān)重要的通過(guò)作用。
Phys.org采訪了第一作者Alejandro Vigna-Gómez博士,他是德國(guó)馬克斯·普朗克天體物理研究所的博士后。
當(dāng)被問(wèn)及研究黑洞形成的動(dòng)機(jī)時(shí),他說(shuō):“在過(guò)去的十年里,我的工作圍繞著雙星和超新星物理學(xué)的交叉點(diǎn)展開(kāi)。”
“隨著黑洞天文學(xué)最近的突破,我的興趣越來(lái)越大。近年來(lái),我意識(shí)到重黑洞可以為恒星坍塌的過(guò)程提供重要的見(jiàn)解,從而產(chǎn)生它們。”
Natal kicks和中子星
當(dāng)一顆比太陽(yáng)大的恒星到達(dá)其生命的盡頭時(shí),它會(huì)導(dǎo)致一場(chǎng)極其明亮和劇烈的爆炸,稱為超新星爆炸。這些爆炸是如此明亮,以至于它們可以短暫地超過(guò)整個(gè)星系的亮度,并釋放出大量中微子,留下一顆中子星。
爆炸過(guò)程中噴出的恒星質(zhì)量的速度為每秒數(shù)千公里,但并不總是均勻分布的。這種不對(duì)稱性導(dǎo)致了爆炸殘留物的大規(guī)模不對(duì)稱性,這在中子星中已經(jīng)觀察到。
這種不對(duì)稱噴出的質(zhì)量會(huì)對(duì)中子星產(chǎn)生反沖,稱為“Natal kicks”,使其在整個(gè)星系中高速移動(dòng)。中子星曾出現(xiàn)納塔爾踢現(xiàn)象,但黑洞沒(méi)有。
黑洞是當(dāng)一顆垂死的恒星坍塌而不是爆炸時(shí)形成的。因此,我們來(lái)到了研究人員提出的問(wèn)題:Natal kicks是否也會(huì)在黑洞的形成中發(fā)揮作用?
黑洞雙星
Vigna-Gómez博士說(shuō):“近年來(lái),在我們的星系及其周圍環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了幾種黑洞雙星。它們通常是通過(guò)X射線發(fā)射探測(cè)到的,但只有少數(shù)是通過(guò)單線光譜(一種不同的方法)作為X射線靜默雙星探測(cè)到的。”。
這些雙星系統(tǒng)不會(huì)發(fā)射大量的X射線,這可以指示雙星系統(tǒng)中恒星的演化階段。
研究人員選擇了VFTS 243星系進(jìn)行研究,因?yàn)樗沁@些雙星中質(zhì)量最大的黑洞之一。
這個(gè)雙星系統(tǒng)由一個(gè)黑洞和一顆大質(zhì)量恒星組成。研究人員想研究黑洞形成的條件,比如恒星質(zhì)量的損失和與其形成相關(guān)的出生踢。
研究人員建立在最近對(duì)消失恒星的觀測(cè)基礎(chǔ)上,這些恒星在沒(méi)有爆炸的情況下死亡并成為黑洞。此外,這些恒星質(zhì)量的黑洞雙星(這是官方術(shù)語(yǔ))是惰性的,這意味著在黑洞形成后,恒星和黑洞之間幾乎沒(méi)有相互作用。
Natal kicks的制約因素
研究人員使用半分析方法來(lái)計(jì)算黑洞形成過(guò)程中的Natal kicks將導(dǎo)致觀測(cè)到的系統(tǒng)配置的概率。
為了分析系統(tǒng)的形成,研究人員使用了各種約束條件,如軌道周期、離心率和系統(tǒng)徑向速度。他們還對(duì)黑洞形成過(guò)程中的長(zhǎng)期中微子不對(duì)稱性進(jìn)行了估計(jì)(假設(shè)這是由于完全坍塌而非爆炸造成的)。
Vigna-Gómez博士總結(jié)了這一發(fā)現(xiàn),他說(shuō):“我們發(fā)現(xiàn)VFTS 243的黑洞是在沒(méi)有爆炸的情況下形成的,如果有的話,中微子產(chǎn)生的沖擊很低。這表明,當(dāng)這個(gè)大質(zhì)量的祖先坍塌成黑洞時(shí),中微子在所有方向上的發(fā)射幾乎相等。”
對(duì)于VFTS 243,研究人員將Natal kicks速度限制在小于或等于每秒10公里左右。他們發(fā)現(xiàn),最有可能的情況是,大約0.3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量被噴出,可能是以中微子的形式噴出的,黑洞經(jīng)歷了大約每秒4公里的撞擊。
未來(lái)工作
這些發(fā)現(xiàn)對(duì)其他黑洞的形成有啟示,表明一些黑洞可以通過(guò)完全坍塌而形成,而不會(huì)爆炸。
此外,長(zhǎng)期中微子發(fā)射優(yōu)先是球?qū)ΨQ的(在所有方向上都相等),這解釋了雙星系統(tǒng)缺乏強(qiáng)大的出生踢。
Vigna-Gómez博士補(bǔ)充道,“我們建立在黑洞相對(duì)于中子星的Natal kicks數(shù)減少的基礎(chǔ)上的理論直覺(jué)似乎是正確的。”
“這項(xiàng)分析表明,VFTS 243可以用作模擬核心坍縮超新星的基準(zhǔn)系統(tǒng),即,對(duì)坍縮成大約10個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量黑洞的恒星的模擬應(yīng)該與我們?yōu)閂FTS 243推斷的小中微子不對(duì)稱性和Natal kicks一致。”
為黑洞群體構(gòu)建框架將是研究人員試圖了解大質(zhì)量恒星進(jìn)化的下一步。
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