恒星逃逸黑洞引力,返身再探奇观

这是首例经证实的恒星在遭遇超大质量黑洞后幸存并再次返回的案例。该发现颠覆了关于此类潮汐瓦解事件的传统认知,表明这些壮观的耀斑可能只是更漫长、更复杂故事的开端。

该研究由莉迪亚·马克里吉安尼博士(特拉维夫大学前博士后,现为英国兰卡斯特大学研究员)在特拉维夫大学天体物理系成员、米兹佩拉蒙怀斯天文台台长伊艾尔·阿卡维教授的指导下领导。天体物理系主任埃胡德·纳卡尔教授,以及阿卡维研究小组的学生萨拉·法里斯和雅埃尔·德加尼也参与了研究,同时参与的还有许多国际合作者。研究结果发表在七月刊的《天体物理学杂志快报》上。

研究人员解释道,每个大型星系中心都存在一个质量为太阳数百万至数十亿倍的黑洞。这样一个超大质量黑洞也存在于我们所在的银河系中,其发现荣获了2020年诺贝尔物理学奖。但除了知道它们存在之外,人们尚不清楚这些巨兽如何形成,以及它们如何影响宿主星系。理解这些黑洞的主要挑战之一是——它们确实是黑的。黑洞是空间中引力强大到连光都无法逃逸的区域。银河系中心的超大质量黑洞是通过其附近恒星的运动被发现的。但在其他更遥远的星系中,此类运动无法被观测到。

幸运或不幸的是(取决于你的视角),每1万至10万年,会有一颗恒星过于靠近其星系中心的超大质量黑洞,导致被撕成碎片。恒星的一半将被黑洞"吞噬",另一半则被向外抛射。当物质坠向黑洞时,其运动呈环形方式,类似水流进浴缸排水口。然而在黑洞周围,旋转物质的速度接近光速,物质被加热并发出耀眼辐射。因此,这类不幸的恒星会在数周至数月内"照亮"黑洞,为天文学家提供短暂的研究其特性的机会。

奇怪的是,这些耀斑并未如预期般表现。其亮度和温度远低于预测值。经过约十年尝试理解原因后,AT 2022dbl可能提供了答案。两年后首次耀斑几乎完全重复出现,意味着至少首次耀斑是恒星部分瓦解的结果——恒星大部分幸存并再次返回经历了(几乎相同的)额外过程。因此这些耀斑更像是超大质量黑洞的"点心",而非"大餐"。

"现在的问题是,我们是否会在两年后的2026年初看到第三次耀斑,"阿卡维教授说。"如果出现第三次耀斑,"他继续说道,"则表明第二次耀斑也是恒星的部分瓦解。那么或许所有这类耀斑——十年来我们一直试图将其理解为完全恒星瓦解——并非我们所想的那样。"若未出现第三次耀斑,则第二次耀斑可能是恒星的完全瓦解。这意味着部分瓦解与完全瓦解看起来几乎完全相同,该预测由希伯来大学茨维·皮兰教授的研究小组在此发现前提出。"无论哪种情况,"阿卡维补充道,"我们都必须重新诠释这些耀斑,以及它们能揭示的关于潜伏在星系中心的巨兽的信息。"