Khi các nhà thiên văn học lần đầu tiên quan sát một ngôi sao bị cắt nhỏ, hay còn gọi là “mỳ Ý”, sau khi tiến rất gần đến một lỗ đen siêu lớn vào năm 2019, họ xác định rằng một phần lớn vật chất của ngôi sao đang bị bắn ra ngoài trong những cơn gió mạnh của ánh sáng quang học do vụ nổ phát ra. . Giờ đây, các nhà thiên văn học từ Đại học California, Berkeley (UCB) đã phân tích sự phân cực của ánh sáng đó để xác định rằng đám mây có khả năng đối xứng hình cầu, bổ sung thêm bằng chứng cho những cơn gió mạnh đó.

Ông nói: “Đây là lần đầu tiên có người suy luận ra hình dạng của một đám mây khí xung quanh một ngôi sao thủy triều. Đồng tác giả Alex Filippenko cho biết:, Nhà thiên văn học UCB. Các kết quả gần đây nhất xuất hiện trong giấy cuối cùng Được xuất bản trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.

như chúng tôi là Tôi đã đề cập trước đó, một vật thể vượt ra ngoài chân trời sự kiện của lỗ đen – bao gồm cả ánh sáng – bị nuốt chửng và không thể thoát ra, mặc dù lỗ đen cũng là những kẻ ăn thịt hỗn loạn. Điều này có nghĩa là một phần của chất trong cơ thể đã được tống ra ngoài trong một phản lực mạnh. Nếu vật thể này là một ngôi sao, thì quá trình xé (hay “xé”) bởi lực hấp dẫn mạnh của lỗ đen xảy ra bên ngoài đường chân trời sự kiện, và một phần khối lượng ban đầu của ngôi sao bị đẩy ra bên ngoài một cách dữ dội. Điều này có thể được định hình vòng quay của vật liệu (hay còn gọi là Đĩa tích lũy) xung quanh lỗ đen phát ra tia X cực mạnh và ánh sáng khả kiến. Máy bay phản lực là một cách mà các nhà thiên văn học có thể gián tiếp suy ra sự tồn tại của một lỗ đen.

Vào năm 2018, các nhà thiên văn học đã công bố bức ảnh trực tiếp đầu tiên Một bụi phóng xạ từ việc xé toạc một ngôi sao bởi một lỗ đen có khối lượng gấp 20 triệu lần mặt trời của chúng ta thành một cặp thiên hà va chạm được gọi là Arp 299 cách Trái đất 150 triệu năm ánh sáng. Một năm sau, các nhà thiên văn học ghi nhận Cái chết cuối cùng đau đớn Một ngôi sao bị xé toạc bởi một lỗ đen siêu lớn trong một “sự kiện nhiễu loạn thủy triều(TDE), hay còn gọi là AT 2019qiz. Ngôi sao với khối lượng xấp xỉ một nửa khối lượng của nó được cho vào – hoặc tích tụ – bị vỡ thành một lỗ đen có khối lượng gấp một triệu lần Mặt trời, và nửa còn lại bị đẩy ra ngoài.

Những vụ nổ ánh sáng mạnh mẽ này thường ẩn sau một bức màn bụi và mảnh vụn giữa các vì sao, khiến các nhà thiên văn học khó nghiên cứu chúng một cách chi tiết hơn. Nhưng vào năm 2019, qiz được phát hiện ngay sau khi ngôi sao bị xé toạc vào năm ngoái, giúp việc nghiên cứu chi tiết trở nên dễ dàng hơn, trước khi bức màn bụi và mảnh vỡ được hình thành hoàn chỉnh. Các nhà thiên văn học đã thực hiện các quan sát tiếp theo trên phổ điện từ trong sáu tháng tới, sử dụng nhiều kính thiên văn trên khắp thế giới. Những quan sát này đã cung cấp bằng chứng trực tiếp đầu tiên rằng khí chảy trong quá trình hỗn loạn và tích tụ tạo ra ánh sáng mạnh và phát xạ vô tuyến đã quan sát được trước đây.

Các nhà thiên văn học biết rằng ánh sáng quang học phát ra có độ phân cực nhẹ 1% dựa trên các quan sát từ Kính viễn vọng Shin 3 mét tại Đài quan sát Lake gần San Jose, California. Đài quan sát bao gồm một quang phổ kế để xác định sự phân cực của ánh sáng quang học. Ánh sáng có thể trở nên phân cực sau khi các electron bị phân tán trong đám mây khí. Do mức độ xa của TDE này, nó thường chỉ xuất hiện dưới dạng một điểm ánh sáng và phân cực là một trong số ít các thuộc tính gợi ý về hình dạng của các đối tượng.

dựa theo Đồng tác giả Kishore Patra, phần lớn ánh sáng phát ra từ đĩa bồi tụ sẽ bắt đầu trong hệ thống tia X, nhưng khi nó đi qua đám mây khí, ánh sáng này tiếp tục mất năng lượng do sự tán xạ, hấp thụ và tái phát xạ khác nhau, cuối cùng dẫn đến nó xuất hiện trong quản lý hệ thống ảnh. Batra nói: “Sự tán xạ cuối cùng quyết định trạng thái phân cực của photon. “Vì vậy, bằng cách đo độ phân cực, chúng ta có thể suy ra dạng hình học bề mặt nơi xảy ra hiện tượng tán xạ cuối cùng.”

Dựa trên các phép đo phân cực vào tháng 10 năm 2019 cho thấy không phân cực, các nhà khoa học Berkeley tính toán rằng ánh sáng đến từ một đám mây hình cầu có bán kính bề mặt khoảng 100 đơn vị thiên văn (au), hoặc lớn hơn khoảng 100 lần so với quỹ đạo Trái đất. Tuy nhiên, các phép đo được thực hiện một tháng sau đó cho thấy độ phân cực 1% của ánh sáng, cho thấy rằng đám mây đã suy yếu và có một chút bất đối xứng.

“Quan sát này loại trừ một nhóm các giải pháp đã được đề xuất về mặt lý thuyết và cung cấp cho chúng tôi những ràng buộc mạnh mẽ hơn về những gì xảy ra với khí xung quanh lỗ đen,” Batra nói. “Mọi người đã thấy bằng chứng khác về gió phát ra từ những sự kiện này, và tôi nghĩ rằng nghiên cứu về sự phân cực này chắc chắn làm cho bằng chứng đó trở nên mạnh mẽ hơn, theo nghĩa là bạn sẽ không có được một hình cầu nếu không có đủ gió. Sự thật thú vị ở đây là một phần lớn vật chất trong một ngôi sao xoắn ốc vào bên trong cuối cùng không rơi vào lỗ đen – nó chỉ nổ ra khỏi lỗ đen. “

DOI: Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia, năm 2022. 10.1093 / Manras / Stack 1727 (Về DOIs).