直击黑洞撕碎恆星全过程,辐射亮度超越宿主星系 4 倍

当一颗恆星太过靠近黑洞时,下场就是被后者巨大的引力拖过去无情摧毁,但科学家过去发现类似事件时,通常恆星已被撕裂殆尽。最近,NASA 卫星幸运地直击了远方一个质量达太阳 630 万倍的黑洞,从头到尾吞噬 1 颗质量与太阳差不多的恆星,这场罕见事件命名为 ASASSN-19。

宇宙藏有许多令人难以想像的暴力事件,比如类星体、超新星爆发、伽马射线爆发等,一颗超新星爆发所释放的辐射能量可与太阳一生的辐射总能量相当,且过程突发的电磁辐射能照亮整个星系,虽然持续时间短暂,但以银河系来说,平均 1 个世纪会出现 1 次超新星爆发事件。

相对之下,黑洞进食事件就变得很罕见,大约每 1~10 万年才会发生 1 次;而如果我们要目睹一颗恆星靠近黑洞、被黑洞撕裂得完整过程,简直难上加难。幸运的是,最近 NASA 凌日系外行星巡天卫星(TESS)从 3.75 亿光年外的 2MASX J07001137-6602251 星系中,拍下了这罕见天文奇景。

该事件命名为 ASASSN-19bt,为一颗太阳大小的恆星过度靠近超大质量黑洞,跨过所谓的「洛希极限(Roche limit)」──两种天体相安无事的底线,一旦跨过这道平衡,黑洞潮汐力将获得压倒性的力量开始撕碎小天体,这过程又称为潮汐力崩解事件(tidal disruption event,TDE)。

根据 NASA 说法,TESS 在 41 天内看见黑洞​​附近的光度平稳上升,甚至比宿主星系还要亮 4 倍,代表被撕碎的恆星物质形成黑洞吸积盘,于高速磨擦的过程中释出高能辐射;此外,TESS 记录到 ASASSN-19bt 事件在光度持续提高的同时,会先经历短暂的冷却现象(温度从 40,000℃ 降低至 20,000℃)才趋于稳定,这些资讯能帮助其他科学家区别出更多的宇宙爆发事件。

新论文发表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal),可以先在《arXiv》网站阅览。