超遙遠(yuǎn)的黑洞，每年都要“吃”半個太陽，還把“殘渣”拋向地球！

上方藝術(shù)圖描繪了超大質(zhì)量黑洞正貪婪地吞噬著恒星，并拋出殘渣。（圖源：Carl Knox - OzGrav，斯威本理工大學(xué)ARC引力波發(fā)現(xiàn)卓越中心）

一波恒星殘骸正向地球飛來，天文學(xué)家們判定罪魁禍?zhǔn)资且粋€遙遠(yuǎn)的黑洞。這個黑洞囫圇吞棗地“吞下”恒星，恒星的碎片飛揚(yáng)在深邃的宇宙空間中。

噴流直指地球，在可見光下可以觀測到黑洞對恒星的撕裂過程，天文學(xué)家稱之為潮汐瓦解事件（TDE）。極端事件通常只能在伽馬射線和x射線等高能光線中被檢測到，而這一發(fā)現(xiàn)可能標(biāo)志著觀測該類事件的新方法。

當(dāng)恒星離黑洞太近時，黑洞在引力作用下產(chǎn)生的強(qiáng)大潮汐力會將恒星撕裂。在大約1%的TED中，黑洞會從其兩極噴射出等離子體和輻射。

英國萊斯特大學(xué)的天文學(xué)家尼爾·坦維爾的新研究需要使用位于南方天文臺（ESO）的望遠(yuǎn)鏡，他在該天文臺發(fā)布的一份聲明中說道：“噴射性TED十分奇特，但因為觀測到的次數(shù)有限，我們對它知之甚少。因此，天文學(xué)家們一直在尋找類似的極端事件，以了解噴流是如何產(chǎn)生的，以及為什么只有一小部分TED會產(chǎn)生噴流?！?/p>

2022年2月，天文學(xué)家們觀測到一起TED，并將其命名為“AT2022cmc”。當(dāng)時，位于加州的巡天望遠(yuǎn)鏡——茲維基瞬變源探測設(shè)施（ZTF），發(fā)出了監(jiān)測到不尋常可見光源的警報。隨后，位于智利北部阿塔卡馬沙漠地區(qū)的南方天文臺超大望遠(yuǎn)鏡（VLT）對其進(jìn)行了監(jiān)測。對于天文學(xué)家來說，這是一種常見的流程：像ZTF這樣的巡天望遠(yuǎn)鏡會在天空中尋找短暫和極端事件的跡象，VLT這樣的望遠(yuǎn)鏡則可以更詳細(xì)地觀察，跟進(jìn)事件。

AT2022cmc最初類似于伽馬射線暴（GRB），這是已知宇宙中最強(qiáng)大的電磁輻射源，其起源仍然是個謎。多虧了這些罕見的光爆炸事件，天文學(xué)家們借此調(diào)試了各種望遠(yuǎn)鏡，其中就有搭載X射線攝譜儀的VLT?？傆嬘?1臺望遠(yuǎn)鏡在不同波長的光線下觀測到AT2022cmc事件，包括哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和國際空間站上的中子星內(nèi)部成分探測器（NICER）x射線儀。

上方藝術(shù)圖為黑洞吞噬恒星時產(chǎn)生的x射線束釋放出其他類型的電磁波。（圖源：Zwicky Transient Facility/R.Hurt (Caltech/IPAC)）

大量數(shù)據(jù)揭示了兩個奇怪的觀察結(jié)果。首先，AT2022cmc的光源距離地球十分遙遠(yuǎn)，當(dāng)138億歲的宇宙只有現(xiàn)在年齡的三分之一時，光線就已經(jīng)開始了它的旅程。其次，這次事件并非伽馬射線暴。

NICER x射線儀的結(jié)果顯示，該信號比迄今為止觀測到的任何伽馬射線爆發(fā)的余輝都強(qiáng)100倍。該研究的第一作者，麻省理工學(xué)院天體物理學(xué)家迪拉杰·帕沙姆在一份聲明中說:“前三天的情況看起來一切正常，但當(dāng)使用x射線望遠(yuǎn)鏡觀測時，我們發(fā)現(xiàn)光源太亮了。這非同尋常！”

上方藝術(shù)圖描繪了超大質(zhì)量黑洞正在撕裂一顆恒星，并噴出恒星殘留物質(zhì)形成射流。（圖源：ESO/M.Kornmesser）

在全球范圍內(nèi)，從高能伽馬射線到低能無線電波，共有21架望遠(yuǎn)鏡在不同波段觀測到AT2022cmc。隨后，天文學(xué)家將這些數(shù)據(jù)與其他“暴力”事件的觀測結(jié)果進(jìn)行比較，比如恒星坍縮和被稱為“千新星”的強(qiáng)大宇宙爆炸。

唯一與這些望遠(yuǎn)鏡記錄的光剖面相匹配的情況是，TDE噴流——包含以99.99%的光速移動的物質(zhì)——指向地球的罕見情況。

丹麥技術(shù)大學(xué)的天文學(xué)家，該研究的合著者——喬治·萊盧達(dá)斯，在ESO的聲明中說：“正因為噴流直指我們，所以這一事件比原本看起來要亮得多，而且在更寬的電磁波譜范圍內(nèi)可見。”

超大質(zhì)量黑洞撕裂恒星的藝術(shù)圖。（圖源：ESO/M. Kornmesser）

帕沙姆認(rèn)為，盡管如此，噴流仍然非常明亮，以至于天文學(xué)家計算出黑洞每年吃掉大約一半太陽質(zhì)量的星體。他補(bǔ)充道：“很多這種潮汐破壞都發(fā)生在事件早期，我們能夠在一開始就捕捉到，即在黑洞開始以恒星為食的一周內(nèi)?！?/p>

這次TDE事件距離地球十分遙遠(yuǎn)，但這并不是AT2022cmc唯一破紀(jì)錄的地方。以前，像這樣的噴射TDE只在伽馬射線和x射線等高能輻射中被發(fā)現(xiàn)，而這是第一次在可見光中看到如此猛烈的殺星事件。

因此，在可見光下觀察AT2022cmc可以開辟一種全新的方式來探測這些噴射產(chǎn)生的TDE，從而進(jìn)行更深入的研究。

BY:Robert Lea

FY:忙碌的北門

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