宇宙饕客用餐过程披露 科学家首观测黑洞喷流的完整形成与演变

经过逾 10 年数据收集分析，天文学家终于首次从头到尾观察到黑洞喷流之形成与扩展！这场戏剧性宇宙喂食秀来自距离地球 1.34 亿光年的阿普 299 星系（NGC 3690），一颗质量为太阳 2 倍的倒楣恒星，不幸被一个质量达太阳 2 千万倍的超大质量黑洞吃掉了。

黑洞是由爱因斯坦广义相对论所预测的天体，引力大到连光线都无法逃脱，理论上是个只进不出的无底坑。平时它们和宇宙融为一体，安静又低调，只有当哪颗不看路的倒楣恒星经过它时，会将它从冬眠唤醒，并以强大重力将恒星四分五裂，这一过程称为潮汐力崩解事件（tidal disruption event）。

这类暴力案件在宇宙并不常见，持续时间也不常，更重要的是，如果黑洞边吃边反胃吐出的高速喷流不是刚好指向我们，我们可能根本看不到这些喂食秀。

2005 年 1 月 30 日，芬兰图尔库大学天文学家 Seppo Mattila 团队利用威廉?赫歇耳望远镜（WHT），于阿普 299 星系检测到明亮的红外光源，靠近星系中心，他们原先猜测可能是一颗超新星，在结束生命时引起一连串巨大爆发。

但同年晚些时候（7 月 17 日），西班牙安达卢西亚天体物理研究所天文学家 Miguel Perez-Torres 团队利用甚长基线阵列（Very Long Baseline Array，VLBA），于相同地点发现明亮无线电发射源，Miguel Perez-Torres 意识到两个团队很可能在寻找同一对象，两边很快一拍即合，开启长达 10 年以上的合作观测计划，共同领导一支由 30 多名科学家组成的国际团队。

团队在研究过程中发现，无线电发射来源 Arp 299-B AT1 是一个明亮的点，并延伸出接近光速的喷射结构（目前喷流尾端距离源头达 3 光年，比太阳系直径还长），种种线索都没有指出这是颗光芒四射的超新星，反而是一个能驱动物质材料以相对论速度射出喷流的潮汐力崩解事件，来自质量为太阳 2 千万倍的超大质量黑洞粉碎一颗倒楣恒星。

无线电波光源 Arp 299-B AT1 从 2005 年起为期 10 年的变化，其延伸出的长条结构表明这不是一颗超新星。（Source：美国国家电波天文台）

研究人员表示，这道喷流 10 年内透过红外光与无线电波释放超过1.5×10 ^ 52 的能量，约太阳每年释放能量的 1,250 亿倍；他们还进一步指出，潮汐力崩解事件在可见光或 X 射线观测中波长不明显，可能是因为周遭的星际气体与尘埃吸收掉两者，再重新辐射为红外光，此次研究或许有助于解释为什么潮汐崩解事件不如理论预测那般明亮。

这不是天文学家第一次看到潮汐力崩解事件，但却是第一次得到喷流如何形成与演变的完整系列图像。该团队拥有超过 10 年的观测数据，为我们提供大量黑洞如何撕裂恒星并形成喷流的资讯，如果科学家的假设正确，就代表我们可以利用电波望远镜和红外望远镜来搜索潮汐力崩解事件，找出更多不幸“命丧洞口”的恒星。

研究已发布在《科学》期刊。

（首图来源：NASA / 美国国家电波天文台）

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