天文学家观测到最遥远的黑洞吞噬了一颗恒星

发布者：秦时明月 2023-1-16 07:49

徘徊在黑洞附近的恒星会被黑洞不可思议的潮汐力撕碎，这就是所谓的潮汐破坏事件（TDE）。其中约有1%的事件会导致等离子体和辐射的喷流从旋转的黑洞的两极喷出。1971年，黑洞先驱约翰-惠勒提出了喷射性TDE的概念，即"一管牙膏被紧紧地从中间抓住"，导致系统"从两端喷出物质"。

这幅艺术家的作品展示了当一颗恒星过于接近黑洞时可能出现的情况，在那里，恒星被黑洞的强大引力挤压。一些恒星的物质被拉入并围绕着黑洞旋转，形成了这张图片中可以看到的圆盘。在罕见的情况下，物质和辐射的喷流会从黑洞的两极射出。在AT2022cmc事件中，包括VLT在内的各种望远镜都探测到了喷流的证据，并确定这是此类事件中最遥远的例子。资料来源：ESO/M.Kornmesser

英国莱斯特大学的Nial Tanvir说："我们只见过少数这种喷射式TDE，它们仍然是非常奇特和不为人知的事件，因此，天文学家们正在不断地寻找这些极端事件，以了解喷流究竟是如何产生的，以及为什么只有如此小部分的TDE会产生喷流。"

作为这一探索的一部分，许多望远镜，包括美国的兹威基瞬变设施（ZTF）反复勘察天空，寻找短暂的、往往是极端的事件的迹象，然后可以由欧洲航天局在智利的VLT等望远镜进行更详细的研究。美国马里兰大学的天文学家Igor Andreoni解释说，他与明尼苏达大学的Michael Coughlin共同领导了今天发表在《自然》杂志上的论文，"我们开发了一个开源的数据管道来存储和挖掘来自ZTF调查的重要信息，并实时提醒我们有关非典型事件。"

艺术家对一颗恒星的物质如何落向一个遥远星系中心的黑洞，产生物质和辐射喷流的印象。由于喷流几乎指向我们，这个被称为AT2022cmc的事件可以首次从地球上用光学望远镜发现。资料来源：ESO/M.Kornmesser

去年2月，ZTF探测到一个新的可见光源。这个事件被命名为AT2022cmc，让人联想到伽马射线暴 - 宇宙中最强大的光源。目睹这一罕见现象的前景促使天文学家启动了全球各地的几台望远镜，以更详细地观察这一神秘的光源。这其中包括欧空局的VLT，它用X-shooter仪器迅速观测到了这个新事件。VLT的数据将该光源置于这些事件的一个前所未有的距离：从AT2022cmc产生的光开始其旅程时，宇宙的年龄约为目前的三分之一。

从高能伽马射线到无线电波，各种各样的光被世界各地的21台望远镜所收集。研究小组将这些数据与不同种类的已知事件进行了比较，从塌缩的恒星到千新星。但是唯一符合数据的情况是一个罕见的喷射型TDE指向我们。丹麦DTU Space的天文学家、这项研究的共同作者Giorgos Leloudas解释说："由于相对论喷流指向我们，它使得这个事件比其他情况下出现的要亮得多，而且在更广泛的电磁波谱范围内可见。"

VLT的距离测量发现AT2022cmc是迄今为止发现的最遥远的TDE，但这并不是这个天体唯一的破纪录之处。英国利物浦约翰摩尔斯大学的天文学家、该研究的共同作者丹尼尔-珀利说："到目前为止，已知的少量喷射型TDE最初是用高能伽马射线和X射线望远镜探测到的，但这是在光学探测中首次发现的。这展示了一种探测喷射型TDE的新方法，允许进一步研究这些罕见的事件和探测黑洞周围的极端环境。"