UCSC研究细节是一个恒星的破坏，因为它落入一个黑洞

通过黑洞的恒星破坏的计算机模拟显示了螺旋形材料的“吸收盘”的形成螺旋到黑洞。此图像显示磁盘的形成中的早期阶段。

一个新出版的研究细节在破坏一个明星落入一个黑洞时会发生什么，解释为什么观察者可能无法看到恒星中氢的证据。

Enrico Ramirez-Ruiz使用计算机模拟来探索宇宙最暴力的事件，因此在2012年报告了一颗黑洞撕裂的明星的详细观察（Gezari等，性质），他渴望比较他的模拟数据。他对出版的结论中的一个非常持怀疑态度：中断的明星是罕见的氦星。

“我确信这是一个正常的氢明星，我们只是不了解正在发生的事情，”加州大学圣克鲁斯大学天文学和天体物理学教授Ramirez-Ruiz说。

在Astrophyical Journal中公布的一篇文章中，并在Arxiv.org在线提供，Ramirez-Ruiz和他的学生解释了在普通的黑洞中断普通的太阳之星的发生过程中发生了什么，他们表明了观察者可能会失败看看恒星中氢的证据。第一作者和UCSC研究生James Guillochon（现在是哈佛大学的爱因斯坦人）和本科Haik Manukian与Ramirez-Ruiz一起工作，在星星和黑洞之间运行一系列详细的计算机模拟。

超级分类的黑洞被认为是大多数星系的中心潜伏。一些（称为活性银核）非常明亮，从落入黑洞的过热气体发出强烈的辐射。但是当地宇宙中大多数星系的中央黑洞已经用完了气体，并且是静态的。只有当一个不幸的明星接近太近并且被黑洞的强大的潮汐力量撕裂了银河系，只有银河系中的闪光才会发出明亮的光火炬。天文学家称之为“潮汐中断事件”（TDE），并且在典型的星系中，它每10,000年一次发生一次。

当一颗星首先遇到一个黑洞时，潮汐力在从计算机模拟中看到的这些图像中所见之前撕裂它之前将恒星伸入细长的斑点。

“这意味着你必须调查最近的10,000个星系，以便看到一个事件，所以多年来这是一个非常一个理论的领域，”拉姆雷兹 - 鲁兹说。

然后来到Pan-Starrs（全景调查望远镜和快速反应系统），这是一直在持续调查天空，并开始检测和记录这些非常罕见的事件的观察。第一个称为PS1-10JH的第一个，于2010年检测到2012年。天文学家记录了光曲线（随着时间的推移亮度，亮度下降），并在峰值亮度下拍摄光谱，以研究不同波长的光。

失踪的东西

活性半乳核（AGN）的光谱在对应于诸如氢和氦的最常见的元素的特定波长处示出了特征的“发射线”。这些排放线显示为连续频谱中强度增加的尖峰。关于PS1-10JH的令人震惊的事情是频谱中没有氢线。

“看到氦气而不是氢气是非常不寻常的。星星主要由氢气制成，只有氦气制成的星星非常罕见，所以这是一个巨大的问题，“瓜伯科说。“人们说也许这是一个带有氦芯和氢封套的巨星，黑洞首先取下氢气，然后在第二次通过中氦芯。”

Guillochon开始探索使用计算机模拟的可能性。结果在潮汐中断事件中对排放线的起源提供了新的了解。他们表明，来自潮汐中断的光火炬包含有关明星类型和黑洞的尺寸的信息。他们表明PS1-10JH涉及最常见的明星（像我们的太阳一样的主序星）和相对较小的超级痉挛的黑洞。

当一颗星星被超大的黑洞中断时，在粉碎之前，潮汐力首先将恒星拉入一个细长的斑点。在充分的中断，大约一半的明星的质量被弹出，另一半在椭圆形轨迹中仍然束缚，最终形成螺旋入黑洞中的材料的“膨胀盘”。

此前，研究人员认为未结合的材料形成了宽阔的“风扇”，并且这种喷射材料的风扇是发射线的主要来源。但是在瓜博的模拟中，未结合的材料被自我重力局限于一个窄带，该窄带没有足够的表面积是排放线的来源。相反，发射线必须来自增值磁盘。模拟显示该磁盘如何形成随着时间的推移，从内部部分开始，并向外生长。

AGN的诞生

根据Ramirez-Ruiz的说法，它就像看一个活跃的银核的诞生。TDE中的发射线对应于AGN的良好的“广泛区域”。在AGN中，不同元件的排放线在来自中央黑洞的不同距离处产生。氦线深入生产，而氢线的产生远处的电离辐射强度略低。当拍摄PS1-10JH的光谱时，吸收盘只有足够大的速度，以达到氢气开始产生排放线的距离。

“氢气在那里，你只是看不到它，因为它是如此高度电离。理解TDE的频谱的方法是将其视为具有截短磁盘的AGN，因为磁盘仍在增长，“Guillochon表示。“在AGN中，由于磁盘建立，发射稳定。在我们的潮汐中断模型中，您正在看到建造的广泛界区。“

最近，检测到另一个TDE（PS1-11AF），其光谱既没有氢气也没有氦排放线。“我们的模特告诉我们，这必须是一个较小的黑洞，当频谱被拍摄时，磁盘很小，你不会指望看到氢或氦气，”瓜伯科说。

新论文还展示了TDE的光曲线如何能够产生有关星形和黑洞的质量的信息。源自模拟的光曲线非常好地匹配观察到的光曲线。“通过这个简单的模型，我们得到了完美的适合数据，我们能够解释多种色带中的光线，”Ramirez-Ruiz说。“恒星的类型和黑洞的尺寸在光线上印迹。”

根据Ramirez-Ruiz的说法，Pan-Starrs预计将检测数十个潮汐中断，计划的大型舞蹈调查望远镜（LSST）每年可以检测数千个。这意味着天文学家将能够在当地星系的中心学习静态的黑洞，否则如果不是不可能检测到的话。如果它没有发光，超大分离的黑洞只透露了它的存在，只能通过它对恒星的运动的影响，而黑洞越小，看到那些效果越难。

“我们现在正在检测非常接近检测极限的黑洞，”Ramirez-Ruiz说。“潮汐中断是阐明了局部低质量静态黑洞的群体，并使我们能够测试每个星系在其中心有黑洞的想法，甚至是小小的。”

这项研究得到了大卫和卢西尔·帕特德基金会，国家科学基金会和美国宇航局的支持。在UCSC Pleiades，Hyades和Laozi计算机集群和美国宇航局佩尔佐计算机集群上进行了计算。

出版物：James Guillochon等，“PS1-10JH：近太阳能组成的主序列明星的破坏，“2014，APJ，783,23; DOI：10.1088 / 0004-637X / 783 / 1/23

研究报告的PDF副本：ps1-10jh：近太阳能组成的主要序列之星的破坏

图像：詹姆斯瓜博