IT之家 11 月 8 日消息，美國(guó)加州理工學(xué)院的天文學(xué)家觀測(cè)到了有史以來(lái)最強(qiáng)烈、最遙遠(yuǎn)的一次黑洞能量爆發(fā)。相關(guān)成果已于 11 月 4 日發(fā)表于《自然?天文學(xué)》。

這一現(xiàn)象被認(rèn)為源自一顆 30 倍太陽(yáng)的大質(zhì)量恒星，由于其過于接近超大質(zhì)量黑洞而被撕裂吞噬，從而釋放出了比太陽(yáng)亮 10 萬(wàn)億倍以上的光芒，堪稱一場(chǎng)宇宙級(jí)的“煙花表演”。當(dāng)然，由于光速有限，天文學(xué)家觀測(cè)到的實(shí)際上是很早以前發(fā)生的宇宙事件。

(資料圖)

▲ 藝術(shù)圖，圖源：加州理工學(xué)院

據(jù)介紹，這次能量爆發(fā)最早于 2018 年發(fā)現(xiàn)，后續(xù)光信號(hào)在數(shù)月內(nèi)亮度提升了 40 倍，峰值時(shí)刻其輻射能量相當(dāng)于 10 萬(wàn)億個(gè)太陽(yáng)的亮度，總體強(qiáng)度比之前最強(qiáng)的黑洞耀斑高出 30 倍。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這一耀斑來(lái)自一個(gè)名為 J2245+3743 的活動(dòng)星系核（AGN），其中心黑洞質(zhì)量約為太陽(yáng)的 5 億倍，距離地球約 100 億光年。

加州理工學(xué)院天文學(xué)研究教授、論文第一作者馬修?格雷厄姆（Matthew Graham）表示：“該天體的能量特征表明它極其遙遠(yuǎn)且異常明亮，這與我們以往見過的任何活動(dòng)星系核都不同。”目前天文學(xué)家仍在持續(xù)監(jiān)測(cè)這一耀斑的衰減過程。格雷厄姆指出，由于宇宙膨脹導(dǎo)致的“宇宙時(shí)間膨脹”效應(yīng)，事件發(fā)生地的時(shí)間流逝更慢，“我們所看到的七年，相當(dāng)于那里的兩年”，因此科學(xué)家實(shí)際上是在“以四分之一倍速觀看這一事件的回放”。

▲ 于帕洛馬天文臺(tái)的 48 英寸塞繆爾?奧斯金望遠(yuǎn)鏡

研究團(tuán)隊(duì)在分析各種可能性后認(rèn)為，這一耀斑最有可能是由潮汐瓦解事件（TDE）引起的。潮汐瓦解指當(dāng)恒星過于接近超大質(zhì)量黑洞時(shí)，其引力會(huì)將恒星撕裂并緩慢吞噬。

格雷厄姆形容，這一事件就像“一條魚被鯨吞至半途”。團(tuán)隊(duì)估算，這次被吞噬的恒星至少有太陽(yáng)質(zhì)量的 30 倍，是目前觀測(cè)到最大規(guī)模的此類事件。此前紀(jì)錄保持者“Scary Barbie”所釋放的能量?jī)H為此次事件約三十分之一。

大多數(shù)已知的約百起潮汐瓦解事件并非發(fā)生在活動(dòng)星系核中。由于 AGN 自身存在氣體盤物質(zhì)流動(dòng)，能產(chǎn)生強(qiáng)烈的能量變化，往往掩蓋潮汐瓦解信號(hào)。而這次 J2245+3743 的能量異常巨大，使得它更易被觀測(cè)到。

2018 年首次觀測(cè)時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)利用加州理工學(xué)院的 200 英寸哈雷望遠(yuǎn)鏡分析其光譜，但當(dāng)時(shí)并未發(fā)現(xiàn)特殊之處。到 2023 年，當(dāng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)耀斑衰減速度較慢后，便使用夏威夷的凱克天文臺(tái)獲取了新光譜，確認(rèn)其亮度遠(yuǎn)超一般 AGN。

紐約城市大學(xué)教授、論文合著者薩維克?福特（K. E. Saavik Ford）表示，研究團(tuán)隊(duì)最初必須確認(rèn)該天體確實(shí)如此明亮，并排除“定向輻射”可能性。NASA 的寬視場(chǎng)紅外巡天探測(cè)器（WISE）數(shù)據(jù)最終證實(shí)，J2245+3743 確為各向同性發(fā)光，是目前記錄中最亮的黑洞耀斑。她指出：“如果將整個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量完全轉(zhuǎn)化為能量，這個(gè)耀斑釋放的能量規(guī)模就相當(dāng)于那樣的程度。”

團(tuán)隊(duì)排除了超新星爆發(fā)等其他可能性，認(rèn)為最合理的解釋是一顆極大質(zhì)量恒星在 AGN 吸積盤中被黑洞緩慢撕裂。福特指出：“這類質(zhì)量巨大的恒星極為罕見，但我們認(rèn)為在 AGN 吸積盤內(nèi)，恒星可以通過吸積物質(zhì)而不斷增長(zhǎng)。”這一發(fā)現(xiàn)意味著宇宙中或存在更多類似事件。研究人員計(jì)劃繼續(xù)利用 ZTF 和美國(guó)能源部及國(guó)家科學(xué)基金會(huì)支持的薇拉?魯賓天文臺(tái)數(shù)據(jù)尋找類似信號(hào)。

格雷厄姆總結(jié)道：“若沒有 ZTF，我們不會(huì)發(fā)現(xiàn)如此罕見的事件。經(jīng)過七年的持續(xù)觀測(cè)，我們能夠看到天空中任何亮度變化的天體過去與未來(lái)的演化。”

IT之家附論文地址：https://doi.org/10.1038/s41550-025-02699-0

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