当一个超大质量的黑洞吞噬了一颗恒星时，研究人员惊讶地发现，它表现出了与小得多的、恒星质量的黑洞相似的特性。来源:克里斯汀·丹尼洛夫，麻省理工学院

 

一项新的研究发现，无论大小，所有的黑洞都经历着类似的吸积周期。

 

2018年9月9日，天文学家观测到一个8.6亿光年之外的星系发出的闪光。它的来源是一个超大质量的黑洞大约是太阳质量的5000万倍。通常情况下很安静，这颗引力巨星突然醒来，吞噬了一颗经过的恒星，这一罕见的情况被称为潮汐破坏事件。当恒星碎片落向黑洞时，它释放出以光的形式存在的巨大能量。

 

麻省理工学院(MIT)、欧洲南方天文台(European Southern Observatory)和其他地方的研究人员使用多个望远镜来观察这一标记为AT2018fyk的事件。令他们惊讶的是，他们观察到，当超大质量黑洞吞噬恒星时，它表现出了与小得多、恒星质量的黑洞相似的特性。

 

2021年5月17日发表在《天体物理学杂志》上的研究结果表明，吸积作用或黑洞在消耗物质时的演化方式与它们的大小无关。关于天赋平台

 

“我们已经证明，如果你看到了一个黑洞，你就看到了所有的黑洞，在某种意义上，”研究作者Dheeraj“DJ”Pasham说，他是麻省理工学院Kavli天体物理和空间研究所的研究科学家。“当你向它们扔一个气体球时，它们似乎都或多或少做着同样的事情。就增长而言，它们是同一只野兽。”

 

帕沙姆的合著者包括主要研究科学家罗纳德·雷米勒德和麻省理工学院前研究生阿尼鲁德·基蒂，以及欧洲南方天文台、剑桥大学、莱顿大学、纽约大学、马里兰大学、科廷大学、阿姆斯特丹大学的研究人员，以及美国宇航局戈达德太空飞行中心。

 

一个恒星叫醒

 

当质量约为太阳10倍的小恒星质量黑洞发出一束光时，这通常是对来自伴星的物质流入的反应。这种辐射的爆发引发了黑洞周围区域的特殊演化。当恒星物质被吸进黑洞时，黑洞从静止状态过渡到由吸积盘控制的“软”阶段。随着物质流入量的下降，它再次过渡到一个“硬”阶段，白热日冕接管。黑洞最终会回到稳定的静止状态，整个吸积周期可以持续几周到几个月。

 

几十年来，物理学家在多个恒星质量的黑洞中观察到这种特征的吸积周期。但对于超大质量的黑洞，人们认为这个过程需要很长时间才能完全捕捉到，因为这些庞然大物通常是食草动物，在星系中心区域缓慢地吸食气体天富平台优势

 

 

“在超大质量黑洞中，这个过程通常发生在数千年的时间尺度上，”帕沙姆说。“人类不能等那么久才能捕捉到这样的东西。”

 

但当黑洞经历突然的、巨大的物质流入时，整个过程就会加速，比如在潮汐破坏事件中，当一颗恒星足够接近黑洞时，黑洞就可以用潮汐把它撕成碎片。

 

“在潮汐破坏事件中，一切都是突然的，”帕沙姆说。“突然有一大块气体朝你扔过来，黑洞就突然醒了，就好像‘哇，这么多食物——让我吃啊，吃啊，吃啊，直到吃完为止。所以，它会在很短的时间内经历一切。这使我们能够探测所有这些人们已知的恒星质量黑洞的不同吸积阶段。”

 

一个巨大的循环

 

2018年9月，全天超新星自动调查(ASASSN)捕捉到了突然耀斑的信号。科学家随后确定，该耀斑是一个超大质量黑洞的潮汐破坏事件的结果，他们将其命名为TDE AT2018fyk。韦弗斯、帕沙姆和他们的同事立刻警觉起来，并能够操纵多架望远镜，每架望远镜都被训练来绘制紫外线和x射线光谱的不同波段，朝着这个系统。

 

该团队用了两年时间收集数据，使用了x射线望远镜XMM-Newton和钱德拉x射线天文台，以及国际空间站上的x射线监测仪器，斯威夫特天文台，以及澳大利亚的射电望远镜。

 

“我们在吸积盘形成的软状态下捕捉到了黑洞，大部分的辐射是紫外线，很少是x射线，”帕沙姆说。“然后圆盘坍塌，日冕变得更强，现在它在x射线中非常明亮。最终没有太多的气体可以吸收，整体光度就会下降，回到无法探测到的水平。”