观看黑洞在疯狂的新模拟中将恒星撕成碎片

巨大黑洞在像我们自己的银河系这样的星系中心，人们偶尔会咀嚼附近的恒星。

这导致了一个戏剧性和复杂的过程，因为恒星向超大质量坠落黑洞是意大利面然后撕成碎片。由此产生的烟花被称为潮汐破坏事件。

在一个新研究今天发表于《天体物理学杂志快报》，我们已经制作了迄今为止最详细的模拟，说明这个过程在一年的时间里是如何演变的。

一个黑洞撕裂了太阳

美国天文学家杰克·希尔斯（Jack G. Hills）和英国天文学家马丁·里斯（Martin Rees）在1970年代和80年代首次提出了潮汐破坏事件的理论。

里斯理论预言来自恒星的一半碎片将仍然与黑洞结合，与自身碰撞形成一个被称为黑洞的炽热、发光的物质漩涡。吸积盘.光盘会很热，它应该辐射大量的 X 射线。

但出乎所有人意料的是，迄今为止发现的100多个候选潮汐破坏事件中，大多数被发现主要在可见光波长下发光，而不是X射线。

在碎片中观察到的温度仅为10,000摄氏度。这就像一个适度温暖的星星，而不是超大质量黑洞周围的热气体预期的数百万度。

更奇怪的是推断出的黑洞周围发光物质的大小：比我们的太阳系大几倍，并且以光速的百分之几迅速从黑洞膨胀。

鉴于即使是一百万太阳质量的黑洞也只比我们的太阳大一点，从观测中推断出的发光物质球的巨大尺寸完全令人惊讶。

虽然天体物理学家推测，在破坏过程中，黑洞必须以某种方式被物质窒息，以解释X射线发射的缺乏，但迄今为止，还没有人能够证明这实际上是如何发生的。这就是我们模拟的用武之地。

啜饮和打嗝

黑洞是乱七八糟的食客——就像一个五岁的孩子拿着一碗意大利面一样。恒星最初是一个紧凑的物体，但会变成意大利面条：被黑洞的极端潮汐拉伸成一条又长又细的线。

当现在被撕碎的恒星中的一半物质被吸向黑洞时，实际上只有1%的物质被吞下。其余的最终被从黑洞中吹走一种宇宙的“打嗝”.

用计算机模拟潮汐破坏事件是很困难的。牛顿万有引力定律在超大质量黑洞附近不起作用，因此必须包括爱因斯坦的所有奇怪而奇妙的效应广义相对论.

但努力工作是博士生的目的。我们最近的毕业生大卫·利普泰（David Liptai）开发了一种新的爱因斯坦方式模拟方法，该方法使团队能够通过向最近的黑洞的大方向投掷毫无戒心的恒星来进行实验。你甚至可以自己动手.

从这里的视频中可以看到，由此产生的模拟是第一个显示从啜饮到打嗝的整个潮汐破坏事件的模拟。

他们跟随恒星的意大利面条化，直到碎片落回黑洞上，然后近距离接近，将溪流变成像蠕动的花园软管一样的东西。模拟在首次暴跌后持续一年多。

花了一年多的时间才在其中一个上运行澳大利亚最强大的超级计算机.缩小的版本如下所示：

我们发现了什么？

令我们非常惊讶的是，我们发现落入黑洞的1%的物质会产生如此多的热量，它为极其强大且几乎呈球形的流出提供动力。（有点像那次你吃了太多咖喱，原因大致相同。

黑洞根本吞不下那么多，所以它无法吞咽的东西会窒息中央发动机并被稳步甩开。

当像我们的望远镜一样观察它们时，模拟可以解释很多。原来以前的研究人员关于窒息是正确的.它看起来像这样：

新的模拟揭示了为什么潮汐破坏事件看起来确实像一颗太阳系大小的恒星，以光速的百分之几膨胀，由内部的黑洞提供动力。事实上，人们甚至可以称其为”黑洞太阳".

丹尼尔·普莱斯，天体物理学教授，莫纳什大学

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