天文学家震惊:同一黑洞两年后再次发出神秘耀斑

煤油灯科技2025-12-01 09:53

一项新发现对之前公认的恒星与黑洞相互作用的理解提出了质疑。

尽管人们常说“闪电不会两次击中同一个地方”,但黑洞却似乎违背了这一规律。一个由特拉维夫大学研究人员领导的天文学家团队观察到,一颗恒星被黑洞吞噬并摧毁,引发了一次强烈的耀斑。此次事件之所以引人注目,是因为就在两年前,人们曾在同一宇宙区域观测到了一次几乎一模一样的耀斑,即AT 2022dbl。

这是首次确认有恒星在初次遭遇超大质量黑洞后幸存,并再次遭遇类似事件的案例。这一发现挑战了关于潮汐撕裂事件的长期认知,并表明这些剧烈的耀发可能只是更复杂宇宙过程的开始。

该研究由莉迪亚·马克里贾尼博士(曾任特拉维夫大学博士后研究员,现任英国兰卡斯特大学研究员)负责,特拉维夫大学天体物理学系的艾尔·阿卡维教授担任指导。阿卡维教授还担任位于拉姆茨佩的Wise天文台台长。其他贡献者包括该系主任埃胡德·纳卡尔教授、阿卡维研究小组的学生莎拉·法里斯和雅艾尔·德加尼,以及几位国际合作者。该研究最近发表在《天体物理学期刊快报》上。

超大质量黑洞的性质

研究人员解释说,每个大型星系的中心都有一个黑洞,其质量是太阳的数百万倍到数十亿倍。我们自己的银河系中也存在这样一个超大质量黑洞,其发现被授予2020年诺贝尔物理学奖。但除了知道它们的存在之外,人们并不清楚这些怪物是如何形成的,也不清楚它们是如何影响宿主星系的。

理解这些黑洞的主要挑战之一是,嗯,它们是黑色的。黑洞是空间中的一个区域,那里的引力非常强,连光也无法逃脱。由于附近恒星的运动,人们发现了银河系中心的超大质量黑洞。但在其他更遥远的星系中,无法观察到这种运动。

从某种角度看,这既是不幸的,也是幸运的,每隔 10,000 至 100,000 年,就会有一颗恒星离其所在星系中心的超大质量黑洞过近,最终会被撕成碎片。恒星的一半会被黑洞“吞噬”,另一半会被甩向外围。

物质落入黑洞时是呈圆形落入,很像水流入浴缸的下水道。然而,在黑洞周围,旋转物质的速度接近光速,物质会被加热并发出耀眼光芒。就这样,这颗不幸的恒星在几周至几个月内“照亮”黑洞,为天文学家提供了研究黑洞性质的短暂机会。

意外转折:两道耀斑,同颗恒星?

然而,令人奇怪的是,这些耀斑的表现并不符合预期。它们的亮度和温度远低于预测值。科学家们花费了大约十年的时间试图理解原因,而AT 2022dbl或许给出了答案。两年后,第一次耀斑以几乎相同的方式再次发生,这意味着至少第一次耀斑是恒星部分瓦解的结果,而恒星的大部分仍然存活,并会再次经历一次(几乎相同的)瓦解。因此,这些耀斑对超大质量黑洞来说更像是“零食”,而非“大餐”。

阿尔卡维教授说:“现在的问题是,我们是否会在两年后,也就是2026年初,看到第三次耀斑。”“如果我们看到第三次耀斑,”阿尔卡维继续说道,“那就意味着第二次也是这颗恒星的部分瓦解。所以,也许所有这样的耀斑,即我们十年来一直试图将其理解为恒星完全瓦解的现象,都不是我们之前所认为的那样。”

如果没有发生第三次耀发,那么第二次耀发可能就是这颗恒星的完全瓦解。这意味着部分瓦解和完全瓦解看起来几乎一模一样,这是希伯来大学Tsvi Piran教授的研究小组在此次发现之前做出的预测。“无论如何,”阿卡维补充道,“我们都必须重新理解这些耀发,以及它们能告诉我们哪些关于星系中心怪物的信息。”

参考文献:《2022dbl双潮汐撕裂事件表明,至少部分“标准”光学潮汐撕裂事件为部分撕裂事件》,作者:莉迪亚·马克里扬尼、伊莱·阿尔卡维、梅根·纽森、阿南雅·班多帕德亚伊、埃里克·R·考夫林、伊泰·利尼亚尔、布伦娜·莫克勒、艾略特·夸特、克里斯·尼克松、本杰明·戈德森、米卡·普西艾宁、乔治斯·莱洛达斯、K.德克尔·弗伦奇、阿迪·齐特林、莎拉·法里斯、马尔科·C·拉姆、阿萨夫·霍雷什、伊泰·斯法拉迪、迈克尔·福斯诺、埃胡德·纳卡尔、肯德尔·阿克利、莫伊拉·安德鲁斯、帕诺斯·查拉兰波普洛斯、本杰明·D·R·戴维斯、雅埃尔·德加尼、马丁·J·戴尔、约瑟夫·法拉、罗布·芬德、戴维·A·格林、D.安德鲁·豪厄尔、托马斯·基尔斯泰因、尼洛·科维斯托、约瑟夫·莱曼、柯蒂斯·麦卡利、摩根·A·米切尔、埃斯特法尼亚·帕迪拉·冈萨雷斯、劳伦·罗兹、安维沙·萨胡、贾科莫·特拉兰、本·沃里克,发表于2025年6月31日,《天体物理学杂志快报》。DOI:10.3847/2041-8213/ade155

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