IT之家 11 月 8 日消息，美國加州理工學(xué)院的天文學(xué)家觀測到了有史以來最強(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亮 10 萬億倍以上的光芒，堪稱一場宇宙級的“煙花表演”。當(dāng)然，由于光速有限，天文學(xué)家觀測到的實(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)光信號在數(shù)月內(nèi)亮度提升了 40 倍，峰值時刻其輻射能量相當(dāng)于 10 萬億個太陽的亮度，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，這一耀斑來自一個名為 J2245+3743 的活動星系核（AGN），其中心黑洞質(zhì)量約為太陽的 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星系核都不同?！蹦壳疤煳膶W(xué)家仍在持續(xù)監(jiān)測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“宇宙時間膨脹”效應(yīng)，事件發(fā)生地的時間流逝更慢，“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，其引力會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質(zhì)量的 30 倍，是目前觀測到最大規(guī)模的此類事件。此前紀(jì)錄保持者“Scary Barbie”所釋放的能量僅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)生在活動星系核中。由于 AGN 自身存在氣體盤物質(zhì)流動，能產(chǎn)生強(qiáng)烈的能量變化，往往掩蓋潮汐瓦解信號。而這次 J2245+3743 的能量異常巨大，使得它更易被觀測到。

2018 年首次觀測時，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 的寬視場紅外巡天探測器（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：“如果將整個太陽的質(zhì)量完全轉(zhuǎn)化為能量，這個耀斑釋放的能量規(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。”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 和美國能源部及國家科學(xué)基金會支持的薇拉?魯賓天文臺數(shù)據(jù)尋找類似信號。

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

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

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