潮汐破坏，黑洞日冕——黑洞吞噬恒星的新发现
当遥远的黑洞吞噬恒星时，科学家们探测到了“日冕”光辉。
在这幅潮汐破坏事件插图中，一个黑洞吞噬了一颗死恒星，并经历了等离子体的 "日冕"。（图源：NASA/JPL-Caltech）
天文学家观测到一个大质量黑洞吞噬了一颗离得太近的恒星的残骸，以前所未有的细节见证了热气晕的形成。
当这个位于2.5亿光年外星系中心的黑洞享用恒星残骸时，科学家们注意到了高能X射线的急剧增加。这些幅射表明，当物质被拉向黑洞时，会在黑洞上方形成一种非常热的等离子体结构，被称为“日冕”。黑洞引力影响对恒星的破坏被称为潮汐破坏事件（TDE）。这个被命名为AT2021ehb的TDE涉及一个质量是太阳1000万倍的黑洞。
AT2021ehb是迄今为止观测到的第五个最接近TDE的例子，为科学家们提供了迄今为止最详细的日冕形成视图。这些结果可以帮助科学家们更好地理解物质落入黑洞时的复杂物理过程，这一过程被称为“吸积”，以及命运多舛的恒星物质在被吞噬之前会发生什么。
“潮汐破坏事件是一种宇宙实验室，”研究合著者、马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家苏维·格扎里在一份声明中说。“它们是我们了解潜伏在星系中心的巨大黑洞的实时信息窗口。”
黑洞和恒星意面化
在TDE中，重力对恒星一侧的拉力大于对另一侧，就产生了撕裂恒星的潮汐力，或将恒星“意大利面条化”，留下一长串热气流。
在这个过程中，这个恒星“面条”在中心黑洞周围扭曲，并猛烈撞击自己。这种撞击产生冲击波和外流气体，进而产生各种波长的光，包括可见光、紫外线和X射线。
最终，这些物质沉积在一个被称为吸积盘的盘状结构中，在黑洞周围旋转并逐渐被输送到黑洞表面。许多黑洞被巨大的吸积盘包围，这些吸积盘可以延伸数十亿英里，并在多年甚至数千年内形成。这些圆盘逐渐喂养了黑洞，并且被黑洞的引力效应所产生的剧烈条件而过度加热。因此，它们经常能发出非常强的光以至于比整个星系都亮。
其他黑洞，如银河系中心的超大质量人马座A*（Sgr A*），其周围的物质要少得多，因此发射的辐射不如更多“营养充足”的黑洞多。
当恒星被剧烈撕裂的TDE发生在贪婪吞噬的黑洞或无质量增长的对应天体上时，它会变得非常明显。此外，这些事件从开始到结束只需几周或几个月的时间。例如，TDE AT2021ehb仅在100天内发生。
这种短暂的持续时间加上高能见度，使得TDE对天文学家很有吸引力，他们可以利用TDE来确定黑洞的引力是如何操纵物质来产生强大的辐射和奇异的物理环境。
发现宇宙的“用餐时间”
位于加利福尼亚州南部帕洛马天文台的兹维基瞬态设施（ZTF）首次发现了TDE AT2021ehb。尼尔·盖雷尔斯·斯威夫特天文台和中子星内部成分探测器（NICER）望远镜对这一观测进行了跟踪。
在第一次观测近十个月后，核光谱望远镜阵列（NuSTAR）卫星开始在X射线光中研究AT2021ehb。
当天文学家第一次在黑洞上空发现日冕时，NuStar给他们带来了惊喜。这些热等离子体云通常与黑洞喷出的气体喷流结合在一起，但AT2021ehb没有与之相关的喷流，这让人感到惊讶。
“我们从未见过像这样没有喷流存在而有X射线辐射的潮汐破坏事件，这真的很惊人，因为这意味着我们有可能弄清什么导致喷流，什么导致日冕，” 加州理工学院的研究生兼首席作者姚雨涵说。“我们对AT2021ehb的观测与我们的观点一致，也就是磁场与日冕的形成有关。我们想知道是什么导致磁场变得如此强烈。”
姚雨涵和团队现在将用Swift、NICER和NuSTAR等望远镜寻找更多的TDE进行研究。这些观测结果可能会为AT2021ehb周围的日冕形成现象提供更多细节。
该团队的研究发表在《天体物理杂志》上。
相关知识
潮汐破坏事件是一种天文现象，当一颗恒星足够接近超大质量黑洞时，就会被黑洞的潮汐力拉开，经历意大利面条化。恒星的一部分质量可以被俘获到黑洞周围的吸积盘中，当吸积盘中的物质被黑洞吞噬时，会产生暂时的电磁辐射。根据早期的论文，潮汐破坏事件应该是隐藏在星系核中的大质量黑洞活动的必然结果，而后来的理论专家则认为，由此产生的爆炸或由恒星碎片吸积产生的耀斑辐射可能是正常星系中心存在休眠黑洞的独特标识。有时，一颗恒星在遇到超大质量黑洞后还还能存活，并且形成了一个残余物。这些事件被称为部分TDEs。
BY:Robert Lea
FY: 歪Q歪
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