黑洞吞噬恒星時(shí)會產(chǎn)生中微子嗎？新研究提出質(zhì)疑

2019年10月，一個(gè)高能量的中微子撞上了南極洲。這個(gè)難以探測的中微子引起了天文學(xué)家的興趣：是什么能產(chǎn)生如此強(qiáng)大的粒子？

研究人員將中微子追溯到一個(gè)剛剛撕裂并吞下一顆恒星的超大質(zhì)量黑洞。被稱為潮汐破壞事件(TDE)的AT2019dsg發(fā)生在幾個(gè)月前，即2019年4月，發(fā)生在中微子產(chǎn)生的天空區(qū)域。天文學(xué)家說，這種異常猛烈的事件一定是這種強(qiáng)大粒子的來源。

在發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上的一項(xiàng)研究中，哈佛大學(xué)天體物理學(xué)中心和史密森學(xué)會以及西北大學(xué)的研究人員提出了關(guān)于AT2019dsg的大量新無線電觀測的數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出該事件所發(fā)射的能量。研究結(jié)果顯示，AT2019dsg產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)不及中微子所需的能量；事實(shí)上，它噴出的能量相當(dāng)“普通”。

雖然似乎有悖常理，但黑洞并不總是能吞噬一切。當(dāng)一顆恒星離黑洞太近時(shí)，引力開始拉長，從而導(dǎo)致恒星變形。最終，被拉長的物質(zhì)圍繞著黑洞旋轉(zhuǎn)并加熱，在天空中形成一個(gè)閃光，天文學(xué)家可以在數(shù)百萬光年外發(fā)現(xiàn)它。但是，當(dāng)有太多的物質(zhì)時(shí)，黑洞不可能一下子順利地把它吃掉。在這個(gè)過程中，一些氣體會被重新噴出來。就像嬰兒吃飯時(shí)，一些食物會落在地板或墻壁上。

這些殘羹剩飯以外流或噴射的形式被甩回太空，如果足夠強(qiáng)大，理論上可以產(chǎn)生一種被稱為中微子的亞原子粒子。

利用新墨西哥州的超大型陣列和智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA），研究小組能夠在黑洞開始吞噬恒星后的500多天后，對大約7.5億光年外的AT2019dsg進(jìn)行觀測。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，流出的能量總量相當(dāng)于太陽在3000萬年的時(shí)間里所輻射的能量。雖然這聽起來令人印象深刻，但在2019年10月1日發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)大中微子需要一個(gè)能量比其大1000倍的來源。

如果這個(gè)中微子來自AT2019dsg，這就提出了一個(gè)問題：為什么科學(xué)家沒有在這個(gè)距離或更近的地方發(fā)現(xiàn)與超新星有關(guān)的中微子？它們更常見，而且具有相同的能量速度。

研究小組的結(jié)論是，中微子不太可能來自這個(gè)特定的TDE。然而，如果確是如此，天文學(xué)家們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有理解TDE以及它們?nèi)绾伟l(fā)射中微子。

科學(xué)家總結(jié)：“我們可能會再次研究，仍有許多東西需要學(xué)習(xí)。”

該研究論文題為"Radio Observations of an Ordinary Outflow from the Tidal Disruption Event AT2019dsg"，已發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》期刊上。

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參考資料：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac110a

標(biāo)簽： 黑洞 中微子