IT之家 18小时前
宇宙级“烟花秀”:天文学家观测到史上最亮黑洞耀斑
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IT 之家 11 月 8 日消息,美国加州理工学院的天文学家观测到了有史以来最强烈、最遥远的一次黑洞能量爆发。相关成果已于 11 月 4 日发表于《自然・天文学》。

这一现象被认为源自一颗 30 倍太阳的大质量恒星,由于其过于接近超大质量黑洞而被撕裂吞噬,从而释放出了比太阳亮 10 万亿倍以上的光芒,堪称一场宇宙级的 " 烟花表演 "。当然,由于光速有限,天文学家观测到的实际上是很早以前发生的宇宙事件。

▲ 艺术图,图源:加州理工学院

据介绍,这次能量爆发最早于 2018 年发现,后续光信号在数月内亮度提升了 40 倍,峰值时刻其辐射能量相当于 10 万亿个太阳的亮度,总体强度比之前最强的黑洞耀斑高出 30 倍。

研究团队认为,这一耀斑来自一个名为 J2245+3743 的活动星系核(AGN),其中心黑洞质量约为太阳的 5 亿倍,距离地球约 100 亿光年。

加州理工学院天文学研究教授、论文第一作者马修・格雷厄姆(Matthew Graham)表示:" 该天体的能量特征表明它极其遥远且异常明亮,这与我们以往见过的任何活动星系核都不同。" 目前天文学家仍在持续监测这一耀斑的衰减过程。格雷厄姆指出,由于宇宙膨胀导致的 " 宇宙时间膨胀 " 效应,事件发生地的时间流逝更慢," 我们所看到的七年,相当于那里的两年 ",因此科学家实际上是在 " 以四分之一倍速观看这一事件的回放 "。

▲ 于帕洛马天文台的 48 英寸塞缪尔・奥斯金望远镜

研究团队在分析各种可能性后认为,这一耀斑最有可能是由潮汐瓦解事件(TDE)引起的。潮汐瓦解指当恒星过于接近超大质量黑洞时,其引力会将恒星撕裂并缓慢吞噬。

格雷厄姆形容,这一事件就像 " 一条鱼被鲸吞至半途 "。团队估算,这次被吞噬的恒星至少有太阳质量的 30 倍,是目前观测到最大规模的此类事件。此前纪录保持者 "Scary Barbie" 所释放的能量仅为此次事件约三十分之一。

大多数已知的约百起潮汐瓦解事件并非发生在活动星系核中。由于 AGN 自身存在气体盘物质流动,能产生强烈的能量变化,往往掩盖潮汐瓦解信号。而这次 J2245+3743 的能量异常巨大,使得它更易被观测到。

2018 年首次观测时,研究团队利用加州理工学院的 200 英寸哈雷望远镜分析其光谱,但当时并未发现特殊之处。到 2023 年,当团队发现耀斑衰减速度较慢后,便使用夏威夷的凯克天文台获取了新光谱,确认其亮度远超一般 AGN。

纽约城市大学教授、论文合著者萨维克・福特(K. E. Saavik Ford)表示,研究团队最初必须确认该天体确实如此明亮,并排除 " 定向辐射 " 可能性。NASA 的宽视场红外巡天探测器(WISE)数据最终证实,J2245+3743 确为各向同性发光,是目前记录中最亮的黑洞耀斑。她指出:" 如果将整个太阳的质量完全转化为能量,这个耀斑释放的能量规模就相当于那样的程度。"

团队排除了超新星爆发等其他可能性,认为最合理的解释是一颗极大质量恒星在 AGN 吸积盘中被黑洞缓慢撕裂。福特指出:" 这类质量巨大的恒星极为罕见,但我们认为在 AGN 吸积盘内,恒星可以通过吸积物质而不断增长。" 这一发现意味着宇宙中或存在更多类似事件。研究人员计划继续利用 ZTF 和美国能源部及国家科学基金会支持的薇拉・鲁宾天文台数据寻找类似信号。

格雷厄姆总结道:" 若没有 ZTF,我们不会发现如此罕见的事件。经过七年的持续观测,我们能够看到天空中任何亮度变化的天体过去与未来的演化。"

IT 之家附论文地址:

https://doi.org/10.1038/s41550-025-02699-0

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