黑洞三年没吃饭却以50%光速吐了，天文学家：一生中最伟大的发现

Alex 梦晨 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

沉寂三年的黑洞，再次点亮夜空。

大量天文台齐刷刷把望远镜对准它，然后……科学家们就都蒙圈了。

上次它被观测到是因为吞噬了一颗恒星，这一次居然是它时隔三年又“吐”了：

大量恒星物质以50%光速喷涌而出，成为史上观测到最亮的黑洞喷射事件之一。

△示意图

来自哈佛-史密森天体物理中心的Yvette Cendes是最早观测到这个事件的人之一。

她说“从来没有人没见过这种情况”，并认为这将帮助人类进一步揭开黑洞身上的更多秘密。

与以往相比，这次事件有两点不寻常之处：

首先，黑洞通常是“吃不下的马上就吐”，延迟几年的情况就像饭后很久突然打了个嗝。

其次，以往黑洞向外喷射物质的速度也就10%光速，这次速度却是足足5倍。

Cendes在论文发布的时候激动地写道：

这是我一生中最伟大的发现。

黑洞饭后打嗝

黑洞撕碎一颗靠得太近的恒星称为潮汐破坏事件（Tidal Disruption Event，TDE）。

相当于黑洞把恒星撕成一根面条状，越过视界的物质包括光都会被吞噬。

剩余的有一部分会在黑洞周围旋转形成吸积盘（Accretion Disk），发出强大X射线和可见光组成的耀斑。

还有一部分则会被猛烈喷射而出。

△模拟演示

2018年10月，距离地球6.65亿光年的地方，Cendes的团队观测到一起TDE事件，命名为AT2018hyz。

好几个射电望远镜花了好几个月时间观察，却只观察到耀斑，并没有喷射。

射电望远镜的使用时间很宝贵，研究团队无法在它身上投入太多，只得转移到别的目标。

直到2021年6月，团队终于有时间去重新检查这几年来观测到的TDE。

他们惊讶的发现AT2018hyz又亮了，而且是在5GHz有1.4 mJy射电通量密度，用通俗的话说就是“贼特喵的亮”。

有了这个发现，团队开始疯狂为这个项目申请更多观测时间，请求南半球的澳大利亚智利南非等天文台，以及NASA的钱德拉X射线天文台加入。

分析了大量数据后，研究团队对这次TDE事件有了更多了解。

比如三年前被吞噬的恒星质量大约是太阳的1/10，以及这次喷射最早可能从2020年11月开始，也就是吞噬的第750天左右。

但就是无法解释一个问题——

为什么延迟这么久？

总的来说，团队提出过3个猜想，却几乎都被观测数据和计算模拟一一否定。

首先一个容易想到的思路是密度的突然变化。

但数据支撑不起这个说法，AT2018hyz无论吸积盘的密度还是喷射流的密度在黑洞中都算低的。

第二个思路，会不会更早的喷射方向并不指向地球，所以没有被看到？

根据亮度增加的速度计算也不太可能，这种猜想也被否定。

第三个思路，会不会其实存在两股喷射流，以奇怪的方式相互作用？

这部分的计算比较复杂，放在了论文的附录部分。大致结论是这种情况可能存在，但还是解释不了喷射流在数百天时间尺度上快速演变的问题。

最后Cendes只能想到另一种可能，也就是X射线双星。

当一颗早期恒星与另一颗致密的中子星或黑洞距离很近时，物质会持续的流动过去，发出大量X射线。

不过这种现象以前只在较小的黑洞上观察到过，像AT2018hyz这样的超大质量黑洞还缺乏相关证据。

总而言之，关于黑洞这次为啥隔了这么久才喷出恒星物质，研究者表示还不能确定。

在论文的最后，研究团队表示他们还将继续观测下去。

除了搞清楚AT2018hyz发生的原因以外，也在研究类似的现象是否更为普遍，另一篇系统性分析更多TDE事件的论文也在准备中了。

论文地址：
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac88d0

参考链接：
[1]https://www.cfa.harvard.edu/news/weve-never-seen-anything-black-hole-spews-out-material-years-after-shredding-star
[2]https://twitter.com/whereisyvette/status/1542526740140101632
[3]https://www.youtube.com/watch?v=AKCp-1OGGP4