没见过吧？这就是黑洞吞噬恒星的过程

在我们的银河系中心有一个被称为人马座a的超大质量黑洞(SMBH)。天文学家通过不断的观测发现，这个黑洞的直径为4400万公里(2734万英里)，估计质量为431万倍太阳质量。有时，一颗恒星会在一个被称为“潮汐破坏事件”（TDE）的暴力过程中徘徊得太近被撕裂。

超质量黑洞附近的恒星特写概念图。图片：ESA/Hubble, ESO, M. Kornmesser

这些事件导致了明亮辐射耀斑的释放，这让天文学家知道一颗恒星已经被吞噬。不幸的是，几十年来，天文学家一直无法将这些事件与其他星系现象区分开来。但是多亏了国际天体物理学家团队的一项新研究，天文学家现在有了一个统一模型来解释最近对这些极端事件的观测。

这项研究最近发表在《天体物理学杂志快报》上，标题为“潮汐破裂事件的统一模型”，由物理学家Jane Lixin Dai博士领导，他是Niels Bohr研究所的黑暗宇宙学中心的物理学家。马里兰大学联合空间科学研究所和加利福尼亚大学圣克鲁斯分校(UCSC)的成员也参加了她的活动。

银河系中心特大质量黑洞的图解。图片：NRAO/AUI/NSF

他是哥本哈根大学的尼尔斯·玻尔教授，也是该论文的合著者，他在UCSC的新闻发布会上解释说：只有在最近十年左右的时间里，我们才能把潮汐破坏事件（TDEs）和其他星系现象区分开来，新的模型将为我们提供理解这些罕见事件的基本框架。在大多数星系中，大质量黑洞（SMBHs）不主动消耗任何物质，因此不发出任何光，这就把它们与有活动星系核(AGNs)的星系区分开来。

因此，潮汐扰动事件非常罕见，在一个典型的星系中，每1万年只发生一次。然而，当一颗恒星被撕裂时，它会释放出大量的辐射。戴博士解释说：有趣的是，在如此极端的条件下，物质是如何进入黑洞的。当黑洞吞噬恒星气体时，大量的辐射被释放出来。辐射是我们可以观察到的，利用它可以了解物理学并计算黑洞的性质，这使得寻找潮汐扰动事件变得非常有趣。

从潮汐扰动事件的插图显示在横截面上，当来自被扰动的恒星的物质被黑洞吞噬时会发生什么。图片：Jane Lixin Dai

使用广域光学和紫外线瞬变测量以及x射线望远镜在过去的几年里，有几十个用于潮汐中断事件的候选者被发现。尽管所有潮汐破坏事件（TDEs）的物理原理都是一样，天文学家已经注意到有一些不同的潮汐破坏事件（TDEs）类型存在。虽然有些主要发射x射线，但有些主要发射可见光和紫外光。

因此，理论家们一直在努力理解观测到的各种属性，并创建一个能够解释所有这些属性的连贯模型。为了建立他们的模型，戴博士和她的同事结合了广义相对论、磁场、辐射和气体流体力学的元素。该团队还依靠最先进的计算工具和一些新近获得的大型计算机集群，这些大型计算机集群是由美国国家科学基金会和美国国家航空航天局(NASA)的Jens Hjorth(黑暗宇宙学中心负责人)资助。

通过这个模型，研究小组得出结论，观察者的视角决定了观察的差异。本质上，不同的星系对地球上的观察者是随机的，根据自己的方向看到不同的潮汐破坏事件（TDEs）。Ramirez-Ruiz解释说：伯0好像有一层帕子遮著兽的身体。从某些角度看，我们看到的是一个裸露的野兽，但从其他角度来看，看到的是一只被遮盖的野兽。野兽是一样的，但是我们的感知是不同的。

大型全景测量望远镜的概念图，图片：lsst

在未来几年中，一些计划中的调查项目预计将提供更多关于TDEs的数据，这将有助于扩大对这种现象的研究领域。其中包括年轻的超新星实验(YSE)瞬变观测，由尼尔斯·玻尔研究所(Niels Bohr Institute)和加州大学圣克鲁斯分校(UC Santa Cruz)的黑暗宇宙学中心(DARK Cosmology Center)领导，以及在智利建造的大型天气观测望远镜(LSST)。

这个新模型展示了天文学家从不同角度观察潮汐破坏事件（TDEs）时所能看到的东西，并将使他们能够将不同的事件整合到一个连贯的框架中。将在几年内观测到成百上千的潮汐扰动事件。这将给我们提供许多‘实验室’来测试我们的模型，并利用它来了解更多关于黑洞的信息。对黑洞如何偶尔吞噬恒星的进一步了解也将为广义相对论、引力波研究提供额外的测试，并帮助天文学家了解更多关于星系演化的信息。

博科园-科学科普｜文：Matt Williams｜来自：Universe Today｜参考：UCSC, Astrophysical Journal Letters