天体物理学家模拟了黑洞吃太阳大小恒星的过程(2)

虽然天体物理学家已经证明了低质量和高质量块洞的存在，但中等质量黑洞仍然难以捉摸。超新星坍缩时产生的恒星残骸黑洞的质量约为太阳质量的3到10倍。在光谱的另一端，潜伏在星系中心的超大质量黑洞是我们太阳质量的数百万到数十亿倍。
如果它们存在，中等质量黑洞将位于中间的某个地方 - 比恒星残骸黑洞大10到10，000倍，但远不如超大质量黑洞那么大。虽然这些中等质量的黑洞在理论上应该存在，但天体物理学家还没有找到无可争辩的观测证据。

一颗恒星（右边是明亮的橙色圆点）从中等质量黑洞（左边的小环）中弹出后飞越银河系。学分：Fulya Kiroglu/西北大学
“他们的存在仍在争论中，”Kıroğlu说。“天体物理学家已经发现了它们存在的证据，但这些证据通常可以用其他机制来解释。例如，看似中等质量的黑洞实际上可能是恒星质量黑洞的积累。
为了探索这些回避物体的行为，Kıroğlu和她的团队开发了新的流体动力学模拟。首先，他们创建了一个由许多粒子组成的恒星模型。然后，他们将恒星送向黑洞，并计算恒星接近期间作用在粒子上的引力。
“我们可以具体计算出哪个粒子与恒星结合，哪个粒子被破坏（或不再与恒星结合），”Kıroğlu说。
通过这些模拟，Kıroğlu和她的团队发现恒星可以绕中等质量黑洞运行多达五次，然后最终被弹出。随着黑洞的每一次经过，恒星都会随着它的分裂而失去越来越多的质量。然后，黑洞将剩余物踢回星系 - 以灼热的速度移动 - 回到银河系。重复的模式将创造一个令人惊叹的灯光秀，应该帮助天文学家识别并证明中等质量黑洞的存在。