恒星盛宴：凶猛的黑洞每次经过都会消耗相当于三个地球的恒星

　　一颗类似太阳的恒星，位于一个大约5亿光年远的星系中，正在被一个黑洞逐渐吞噬，每一次近距离通过都会损失相当于三个地球的质量。

　　莱斯特大学天文学探测到的大规模x射线爆发nomers指的是三倍地球质量的物质在黑洞中燃烧。

　　在邻近的星系中，一颗类似太阳的恒星正逐渐被一个小而贪婪的黑洞吞噬，每次它靠近时都会失去相当于三个地球的质量。

　　莱斯特大学天文学家的这一发现发表在9月7日的《自然天文学》杂志上，为我们了解黑洞扰乱轨道恒星提供了“缺失的一环”。这表明，在被吞噬的过程中，还有一大堆恒星尚未被发现。

　　该团队得到了英国航天局和英国科学技术设施委员会(STFC)的支持。

　　发现细节

　　天文学家们被一个明亮的x射线闪光提醒了这颗恒星即将到来的厄运，这个闪光似乎来自附近星系2MASX J02301709+2836050的中心，距离银河系大约5亿光年。科学家们为尼尔·格雷斯·斯威夫特天文台开发了一种新工具，在它发生的那一刻首次发现了它，它被命名为Swift J0230。他们迅速安排了对它的进一步观测，发现它并没有像预期的那样衰减，而是在7-10天内发出明亮的光芒，然后突然熄灭，大约每25天重复一次这一过程。

　　新事件发生的星系的光学图像，取自存档的PanSTARRS数据。x射线物体位于白色圆圈内的某个地方，大约是100米外针头的大小。一颗2岁的超新星的位置也被显示出来。图片来源:Daniele B. Malesani / PanSTARRS

　　l为丢失的碎片上墨水

　　在所谓的准周期爆发和周期核瞬变中也观察到了类似的行为，即恒星在轨道靠近时，物质被黑洞带走，但它们爆发的频率不同，以及爆炸主要发生在x射线还是光学光线下。Swift J0230发射的规律性介于两者之间，表明它构成了两种类型爆发之间的“缺失环节”。

　　利用为这两类事件提出的模型作为指导，科学家们得出结论，Swift J0230的爆发代表了一颗与太阳大小相似的恒星，在其星系中心的一个低质量黑洞周围的椭圆轨道上运行。当恒星的轨道使其接近黑洞的强烈引力时，相当于三个地球质量的物质从恒星的大气层中被拉扯出来，并在落入黑洞时被加热。大约200万摄氏度的高温释放出大量的x射线，这些x射线首先被雨燕卫星捕捉到。

　　现在你看不到了，现在你看到了!Swift J0230爆发前(左)和爆发后(右)同一位置的x射线图像。这些图像是由雨燕卫星上的x射线望远镜拍摄的。图片来源:菲尔·埃文斯(莱斯特大学)/ NASA斯威夫特

　　专家的见解

　　该研究的主要作者、莱斯特大学物理与天文学院的菲尔·埃文斯博士说:“这是我们第一次看到像太阳这样的恒星被一个低质量黑洞反复撕裂和吞噬。”所谓的“重复、局部潮汐破坏”事件本身是一个相当新的发现，似乎分为两种类型:每隔几小时爆发一次的，以及每年左右爆发一次的。这个新系统正好处于这两者之间的差距，当你运行这些数字时，你会发现所涉及的对象类型也很好地到位。”

　　与埃文斯博士一起研究斯威夫特卫星的罗伯·埃尔斯-费里斯博士最近在莱斯特大学完成了博士学位，其中包括对恒星被黑洞破坏的研究。他解释说:“在我们过去看到的大多数星系中，恒星都被完全摧毁了。Swift J0230是部分被破坏恒星的一个令人兴奋的补充，因为它向我们展示了已经发现的这两类天体是真正相连的，而我们的新系统为我们提供了缺失的环节。”

　　Neil Gehrels雨燕天文台的插图。来源:美国国家航空航天局

　　期待更多的发现

　　莱斯特大学(University of Leicester)的金·佩奇(Kim Page)博士参与了这项研究的数据分析，他说:“考虑到我们在启用新的瞬变搜寻工具后的几个月内就发现了Swift J0230，我们预计会有更多这样的天体等待被发现。”

　　克里斯·尼克松博士是一位理论天体物理学家，他最近从莱斯特大学搬到了利兹大学。他主导了对这一事件的理论解释。他的研究是由英国科学技术设施委员会和利华休姆信托基金资助的。

　　他们估计这个黑洞的质量大约是太阳质量的1万到10万倍，这对于通常在星系中心发现的超大质量黑洞来说是相当小的。我们银河系中心的黑洞被认为是400万太阳质量，而大多数黑洞的质量都在1亿太阳质量附近。

　　这是使用由莱斯特大学团队开发并在他们的计算机上运行的Swift卫星上的新瞬态探测器所取得的第一个发现。当一个极端事件发生时，在天空中以前没有x射线的区域引起x射线爆发，天文学家称之为天文x射线瞬变。尽管它们预示着极端事件，但这些事件不容易发现，或者至少不容易快速发现，因此开发了这个新工具来实时寻找新型瞬变。

　　埃文斯博士补充说:“在我们建造这个新设施之前，这种类型的物体基本上是无法探测到的，不久之后它就发现了这个全新的，从未见过的事件。斯威夫特快20岁了，它突然发现了我们从未知道的全新事件。我认为这表明，每次你找到一种新的看待太空的方式，你都会学到一些新的东西，并发现一些你以前不知道的东西。”

　　能得到合作与未来展望

　　英国航天局空间科学负责人卡罗琳·哈珀博士说:“这是世界领先的‘斯威夫特’任务的又一个令人兴奋的发现——一个低质量黑洞，只要它的轨道足够近，就会被一颗类似太阳的恒星‘咬’。”

　　“英国航天局多年来一直与美国宇航局合作开展这项任务;英国领导了两种关键科学仪器的硬件开发，我们为Swift科学数据中心提供了资金，我们将继续支持该中心。我们期待着从斯威夫特那里获得更多关于宇宙中伽马射线爆发的见解，以及未来导致它们的大规模事件。”

　　有关这一发现的更多信息，请参阅美国宇航局的“斯威夫特间谍”号，类似太阳的恒星正在被一口一口地吞噬。

　　参考文献:“由重复的恒星被大质量黑洞破坏引起的每月准周期性爆发”，作者:P. a . Evans, C. J. Nixon, S. S. Campana, P. Charalampopoulos, D. a . Perley, a . a . Breeveld, K. L. Page, S. R. Oates, R. a . J. Eyles-Ferris, D. B. Malesani, L. Izzo, M. R. Goad, P. T. O 'Brien, J. P. Osborne和B. Sbarufatti, 2023年9月7日，《自然天文学》。DOI: 10.1038 / s41550 - 023 - 02073 - y