天文学家首次辨识出红巨星的米粒组织

天文学家首次辨识出红巨星的米粒组织

天文学家 Claudia Paladin 所领导的团队,以欧南天文台VLT干涉仪观测并重建530光年外一颗红巨星 π1 Gruis的表面影像,首次辨识出其巨大的米粒组织,揭露红巨星表面的对流状态。这颗红巨星的质量与太阳相近,但半径为太阳350倍,亮度数千倍。

  恆星的对流活动影响演化甚钜,而红巨星是研究恆星对流的最佳目标,但其表面常被尘埃遮蔽,观测困难。Paladin 的团队将2014年的观测影像进行重建,进而成功辨识出对流层顶端的米粒组织。由于红巨星表面重力很弱,所以只有著几个巨大的对流胞,每个直径达1.2亿公里,相较太阳表面约有两百万个对流胞,平均直径仅约两千公里,红巨星的对流状态更为複杂。天文学家将持续观察这些对流胞的变,以瞭解恆星演化末期状态。

在这系列照片中可以看出,每当阳光照射到影像中这个区域时,彗星就立即变得非常活跃,表面的霜受热昇华,地表下大量气体与尘埃从彗核中喷出,形成喷流。当转向背阳面时,温度降低重新结霜,喷发活动也进入休止。可是令人不解的是,彗核表面均匀满佈著霜,为何只有此处喷发的「效率」特别高呢?经过科学家仔细分析后发现,原因在于 67P 彗星奇特的形状和参差的地形。这个名为 Hapi 的区域刚好位于 67P 彗星中间细窄的颈部,而两边覆盖著霜的壁面就像凹面镜一样将阳光集中反射到此处,使得这裡的温度升高特别快,表面的霜也快速昇华,使地表下的物质得以剧烈喷出。

巨大的黑洞如何变得如此之大?天文学家长期以来都有证据表明黑洞的质量有的不超过数十个太阳的质量,以及潜伏在星系中心的数百万或数十亿太阳质量的巨大黑洞。但是中等大小的,具有成千上万的太阳质量的黑洞,似乎失踪了。
现在,天文学家似乎找到了一些失踪的中量级黑洞。一个国际团队搜寻了一份星系光谱档案,发现了300多个小型星系,它们的核心具有中等质量黑洞(IMBHs)的特徵。并通过研究其他观测资料,确信有10名中量级黑洞候选名单。
任何尺寸的黑洞都很难被找到,因为它们不会发出可见光。但它们可以通过吸入附近的气体和尘埃后发出X射线的方式来展现自己。Chilingarian的团队分析了钱德拉X射线望远镜(Chandra X-ray Observatory)、雨燕卫星(Swift Gamma-Ray Burst Mission)及欧洲X射线多镜面卫星(X-ray Multi-Mirror Mission)的观测资料,确信了10个候选名单,该团队在arXiv上发布一篇论文并提交给 “天文物理期刊”(The Astrophysical Journal)。
勒布(Loeb)等人提出,在早期的宇宙中,巨大的气体云直接坍塌到巨大的黑洞中,形成早期类星体的种子,质量为太阳质量的10至100万倍。但这种情况将无法解释中等质量黑洞(IMBHs)如何形成。然而,新的结果表明,至少有一些超大质量的黑洞是从较小的种子开始生长的。10个确认的IMBHs符合逐渐增长的模式:它们的质量与它们周围的星系中心的大小相关,表明每个黑洞正在与其一起增长。
找出哪个方案占主导地位的唯一方法就是找到更多的IMBHs。预计将于今年或明年初,俄罗斯将发射一枚名为eROSITA的X射线望远镜,将提供更多的X射线观测资料来研究黑洞的起源。

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