两次潮汐撕裂事件：黑洞如何撕碎恒星？

本文来自微信公众号：SF 中文 （ID：kexuejiaodian），作者：SF

天文学家利用哈勃望远镜跟踪观察了 AT2022dsb 潮汐撕裂事件。近日，天文学家发现了迄今离地球最近的一个潮汐撕裂事件，这还是首次在红外波段识别出了潮汐撕裂事件。下面，我们就来看看这两次潮汐撕裂事件都发生了什么。

文 | 贾森・古德耶尔（Jason Goodyer）

译 | 开心

编辑 | 闻静

题图来源：NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

跟踪观测潮汐撕裂事件

2022 年 3 月 1 日，全天候自动超新星观测系统（ASAS-SN）发现了一次潮汐撕裂事件（TDE，tidal disruption event）。ASAS-SN 是一个由地面天文望远镜组成的网络，功能是搜寻剧烈的宇宙事件。

天文学家利用哈勃望远镜观测到，一个黑洞将旁边的一颗恒星扭曲成了甜甜圈的形状，然后慢慢将其吞噬。这次事件被命名为 AT2022dsb，发生在距离地球将近 3 亿光年的 ESO 583-G004 星系的中心。

这场“猎食”是宇宙潮汐撕裂事件的典型例子 —— 所谓的潮汐撕裂事件是指，当一颗恒星运行到距离黑洞很近的位置时，被黑洞巨大的引力撕碎的天文现象。在恒星被撕扯得粉碎之后，黑洞会吞噬掉恒星碎片，同时释放出强烈的辐射。

天文学家利用哈勃望远镜强大的紫外成像能力，对这一事件的后续发展进行了跟踪观测。

“通常来说，这些事件很难被观测到。只有当潮汐撕裂刚发生、亮度特别高的时候，我们才有可能观察到一些蛛丝马迹。这个研究项目的独特之处是，观测时间长达一年之久，我们可以把这一事件的前因后果弄清楚。” 哈佛-史密森尼天体物理中心的天文学家皮特・马克西姆（Peter Maksym）说道。

“我们在事件发生的早期就注意到了这个黑洞，因此可以从激烈的黑洞吸积阶段开始观察这一事件。我们看到，随着潮汐撕裂事件逐渐平息，黑洞的吸积率也随之下降。”

在分析了哈勃望远镜收集的数据后，研究人员认为，这颗恒星的碎片围绕黑洞形成了类似甜甜圈的气态圆环，大小与太阳系相仿，与此同时，恒星碎片正在被黑洞慢慢吸入。

研究人员希望，对本次或类似事件的深入研究可以增进他们对黑洞生命周期的了解。“恒星被引力撕扯得稀碎，然后被黑洞慢慢吞噬。对于这一事件，我们真的还只处于探索阶段。” 马克西姆说。

“科学就是提出不同的理论模型，你看着这些模型，以为自己懂得了原理，可是很快又观察到了新的现象。每每这种时候，科学家总是会心潮澎湃，因为这意味着你正站在已知和未知的分界线上。”

首次在红外波段识别出潮汐撕裂事件

近日，麻省理工学院的天文学家在红外波段发现了新的潮汐撕裂事件，这是科学家首次直接在红外波段识别出潮汐撕裂事件。值得注意的是，这次新发现的爆发是迄今为止观测到的最近的一次潮汐撕裂事件：发生在距离地球 1.37 亿光年的 NGC 7392 星系中。

这次事件被命名为 WTP14adbjsh，相关成果于 4 月 28 日发布在《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal）上。

在传统的 X 射线和可见光数据中并没有明显观察到 WTP14adbjsh。科学家推测，这不是因为它没有发出 X 射线和紫外光，而是因为这些光被大量的尘埃遮挡了，而尘埃在吸收了辐射后会以红外波的形式散发出热量。

研究人员还发现，WTP14adbjsh 所在的星系是一个年轻、活跃的产星星系（star-forming galaxy），而此前发现的潮汐撕裂事件主要发生在安静星系。科学家预测此后还会在产星星系观察到潮汐撕裂事件，因为它们会产生更多的可以被黑洞吞噬的恒星。

正是由于产星星系会产生大量的尘埃，这些尘埃来自于星系核心附近恒星之间和恒星本身的相互作用，可以在红外波段被探测到，但会遮挡来自核心区域的光线，天文学家才无法使用传统的可见光方法在产星星系中探测到潮汐撕裂事件。

麻省理工学院的天文学家赫里斯托斯・帕纳约图（Christos Panagiotou）说：“发现这样一个潮汐撕裂事件意味着，从统计上来说，必然存在着一些通过传统方法无法观测到而被忽略了的潮汐撕裂事件。”

或许，红外波段可以帮助我们揭开这些神秘事件的面纱。

参考文献：

• Hubble Space Telescope spots hungry black hole twisting star into doughnut shape and chowing down on it | BBC Science Focus Magazine

• https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/acc45a

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