罕?！?洞撕碎恒星潮汐?解事件再現(xiàn)

英國《自然》和《自然·天文學(xué)》雜志共同發(fā)表的論文報道了一次極其罕見的天文學(xué)奇觀——潮汐瓦解事件（潮汐瓦解事件是指當(dāng)一顆恒星被一顆特大質(zhì)量黑洞撕裂時釋放能量的過程）的觀測結(jié)果，天文學(xué)家罕見地捕捉到了黑洞撕碎恒星的全過程，同時探測到有物質(zhì)噴流以接近光速的速度從黑洞中“飛奔”而出，該發(fā)現(xiàn)將很好的提升人們對宇宙學(xué)距離的黑洞特性的理解。

天文學(xué)家彼得·容克和他的同事們現(xiàn)在已經(jīng)用X射線望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一些被捕獲的恒星，這些恒星是在光學(xué)上被發(fā)現(xiàn)的幾年后被發(fā)現(xiàn)的。畢竟，黑洞似乎都是以同樣的方式進(jìn)餐， 而“ 情緒” 則是按照固定的模式變化，其研究成果現(xiàn)已發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上。

在整個宇宙中，巨大的黑洞潛伏在星系中心，就像埋伏的掠食者一樣，它們耐心地等待毫無戒心的星星經(jīng)過，并利用其壓倒性的引力將它們撕碎， 變成一條“ 意大利面線”，最后將它們吞噬。

從可?光到X射線

這些源最初是幾年前在光學(xué)波段中發(fā)現(xiàn)的， 看起來恒星在被吞噬的過程中，首先發(fā)出可見光，然后發(fā)出X射線。因此， 黑洞確實有一個共同的進(jìn)食行為，而進(jìn)食期間的“情緒”根據(jù)固定的模式變化，從溫和的白色光到蒼白的明亮X射線。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)可能很快就會得到驗證， 方法是將發(fā)射的X 射線衛(wèi)星eROSITA（雅典娜的前身）與掃描天空收集可見光的望遠(yuǎn)鏡（如BlackGEM望遠(yuǎn)鏡）數(shù)據(jù)結(jié)合起來。

該望遠(yuǎn)鏡目前正在拉德布大學(xué)的監(jiān)督下安裝在智利。一顆被捕獲恒星被拉成如此長的一條“意大利面線”，以至于它在繞黑洞完整軌道一周后與自己相遇，就像一條蛇咬它的尾巴一樣。這種碰撞會導(dǎo)致弦失去高度， 并向黑洞墜落。理論有兩種可能的解釋，即可見光和X射線都是嚴(yán)格按照這個順序釋放的。第一種選擇是可見光發(fā)射是由碰撞過程中釋放的能量引起。

我們看到X射線是因為在向黑洞下落的過程中損失了勢能，撕碎的恒星氣體流開始像黑體一樣發(fā)光，其特征曲線是在軟X射線中達(dá)到峰值的光譜。第二種是碰撞本身會發(fā)射X射線，但會出現(xiàn)一團(tuán)濃密的云團(tuán)，吸收X射線并將其重新發(fā)射為可見光。當(dāng)足夠多的恒星物質(zhì)消失時，星云變得足夠薄，可以讓X射線通過，包括隨之而來的勢能損失導(dǎo)致俯沖產(chǎn)生的X射線輻射。

其理論的一個結(jié)果是，在黑洞自轉(zhuǎn)和恒星被吃掉時發(fā)出的X射線數(shù)量之間存在聯(lián)系。黑洞是否旋轉(zhuǎn)目前尚不清楚，如果eROSITA每年觀測到數(shù)百條“意大利面”線條，這可能證實黑洞在旋轉(zhuǎn)，如果每年只探測到幾個，那就表明黑洞是靜止的。黑洞自旋的分布以及從撕碎恒星到峰值X射線亮度之間的時間延遲，研究進(jìn)一步預(yù)測，在光學(xué)和X射線中，退行性和進(jìn)行性吸積盤的數(shù)量不對稱，觀測偏差的細(xì)節(jié)，可能有助于觀察到光學(xué)和X射線之間的差異。

潮汐瓦解事件使人們能研究特大質(zhì)量黑洞如何通過積聚（或吸積）物質(zhì)而生長。當(dāng)一顆恒星受到來自黑洞的快速拉扯時，這顆恒星就會瓦解，其物質(zhì)會落在黑洞的吸積盤上。某些情況下，吸積的物質(zhì)會產(chǎn)生強(qiáng)烈的物質(zhì)噴流，極少數(shù)情況下還會導(dǎo)致相對論性噴流的產(chǎn)生， 其速度近乎于光速。但這類事件非常罕見，人們對此的了解也很少。而最新觀測結(jié)果增進(jìn)了人們對這類罕見事件的認(rèn)知。

包括美國馬里蘭大學(xué)帕克分校、麻省理工學(xué)院科學(xué)家在內(nèi)的研究團(tuán)隊，此次報告了對名為AT2022cmc信號的探測結(jié)果：這是一次釋放巨大能量的天文事件。觀測結(jié)果來自使用光學(xué)波段和其他波段的多臺望遠(yuǎn)鏡，顯示該信號與恒星在距離特大質(zhì)量黑洞過近時因劇烈瓦解釋放明亮噴流而產(chǎn)生的輻射是一致的。

這些結(jié)果，尤其是對X射線波長的觀測，顯示有極強(qiáng)的能量參與其中，而亮度的快速變化和整個事件的持久性，正是罕見的相對論性噴射潮汐瓦解事件的標(biāo)志。這類事件迄今只報道過4例，此為其中1例。盡管大部分探測到的潮汐瓦解事件都源于附近宇宙，這次事件卻來自一個遙遠(yuǎn)的、距離我們約有124億光年的星系，之所以能從地球看見，是因為它超常的亮度。

通過模擬該事件，麻省理工學(xué)院的天文學(xué)家們更傾向于認(rèn)為，有一個與太陽體積和質(zhì)量差不多的恒星被一個相對低質(zhì)量的黑洞瓦解吞噬。馬里蘭大學(xué)帕克分校團(tuán)隊則總結(jié)道，他們的研究結(jié)果證實了約有1 %的潮汐瓦解事件有相對論性噴流，驗證了之前對這類事件罕見程度的預(yù)測。