在3.75億光年之外的飛魚座，發現一個黑洞正在撕碎一顆恆星！

2020-10-18 博科園

美國國家航空航天局(NASA)一顆衛星（苔絲號）在太空中尋找新的行星，這讓天文學家意外地瞥見了一個將恆星撕成碎片的黑洞。這是迄今為止對這種現象最詳細的觀察之一，被稱為潮汐幹擾事件(TDE)，也是美國國家航空航天局(NASA)過境太陽系外行星調查衛星(TESS)的第一次發現。這一裡程碑是在總部設在俄亥俄州立大學的全球機器人望遠鏡網絡ASAS-SN(All-Sky Automated Survey for Supernovae)的幫助下實現。

來自俄亥俄州卡內基天文臺的天文學家和其他天文學家在《天體物理學》上發表了他們的其研究發現。這項研究的合著者和俄亥俄州立大學國家科學基金會研究生研究員派屈克·瓦利說：我們一直在密切監視苔絲用ASAS-SN望遠鏡觀察的天空區域，而且我們非常幸運地看到了這一事件，因為苔絲持續觀察的天空區域很小，而且這恰好是我們見過最亮的潮汐幹擾事件(TDE)之一。由於快速的ASAS-SN發現和令人難以置信的苔絲號數據，能夠比其他人更早地看到這種潮汐幹擾事件(TDE)，也對對潮汐幹擾事件的形成有了一些新見解。

當恆星離黑洞太近時，就會發生潮汐破壞事件。黑洞取決於許多因素，包括恆星的大小，黑洞的大小以及恆星與黑洞的距離，黑洞可以吸收恆星，也可以將其撕裂成一條長長的，像義大利麵條一樣的線條。加州帕薩迪納市卡內基天文臺(Carnegie Observatory)卡內基天文臺(Carnegie Observatory)研究員託馬斯·霍洛伊安(Thomas Holoien)在俄亥俄州立大學(Ohio State)獲得博士學位，並表示：苔絲數據讓我們能夠確切地看到這個名為ASASSN-19bt的破壞性事件何時開始變得更加明亮，這是以前從未能夠做到的。

由於利用地基ASAS-SN快速發現了潮汐中斷，能夠在最初幾天觸發多波長後續觀測，早期數據將對這些爆發的物理建模非常有幫助。AAS-SN是第一個觀察到黑洞正在撕裂恆星的系統，Holoien在智利的LAS Campanas天文臺工作時，收到了來自南非ASAS-SN的一個機器人望遠鏡的警報。Holoien在潮汐中斷事件上訓練了兩架LAS Campanas望遠鏡，然後在世界各地的其他望遠鏡進行後續觀測。苔絲碰巧正在監測ASAS-SN望遠鏡發現潮汐中斷事件的確切天空部分。

望遠鏡和衛星對準不僅僅是運氣，在苔絲2018年7月發射後，ASAS-SN背後的團隊將更多ASAS-SN望遠鏡的時間花在了苔絲正在觀察的天空部分，但幸運的是，潮汐幹擾事件發生在系統的視線內。潮汐幹擾是罕見的，在銀河系大小的星系中每10000到100000年發生一次。相比之下，超新星每隔100年左右就會發生一次。在整個歷史上，科學家已經觀察到大約40次潮汐破壞事件(只要SN每年看到幾次)。這些事件很罕見，主要是因為恆星需要非常接近黑洞（大約是地球到太陽的距離）才能成為一個黑洞。

想像一下，你站在市中心的一座摩天大樓的頂部，你從上面掉下一顆大理石，你正試圖讓它掉進下水道井蓋上的一個洞裡，但比這更難。而且因為AAS-SN很早就發現了潮汐中斷事件，所以Holoien能夠訓練更多的望遠鏡來觀察這一事件，捕捉到了比以前可能更詳細的圖像。然後天文學家可以查看來自苔絲的數據，因為它來自太空中的一顆衛星，直到事件發生幾周後才能獲得，看看他們是否能在準備階段發現該事件。來自苔絲的數據意味著可以從大約10天前的數據中看到潮汐中斷事件的跡象。

早期的苔絲數據使我們能夠看到非常接近黑洞的光線，比以前所能看到的更近。表明，ASASSN-19bt的亮度上升非常平穩，這有助於科學家判斷該事件是潮汐破壞，而不是另一種類型的爆發，比如來自星系中心或超新星的爆發。Holoien團隊使用來自NASA Neil Gehins Swift Observatory的UV數據（這是迄今為止從潮汐破裂中看到最早的數據）確定溫度在幾天內下降了大約50%，從大約71500華氏度(40000到20，000攝氏度)下降到35500華氏度(40000到20000攝氏度)。

這是第一次在潮汐幹擾中看到如此早期的溫度下降，儘管有一些理論已經預測到了這一點。對於這些類型的事件，更典型的是SWIFT看到低水平X射線發射。科學家們並不完全理解為什麼潮汐幹擾會產生如此多的紫外線，而X射線卻如此之少。天文學家認為產生ASASSN-19bt的超大質量黑洞質量約為太陽質量的600萬倍。它位於一個名為2MASX J07001137-6602251的星系中心，該星系位於大約3.75億光年之外的飛魚座，被摧毀的恆星可能在大小上與太陽相似。

博科園｜研究/來自：俄亥俄州立大學

參考期刊《天體物理學》

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