前所未见！地球100亿光年处有东西拼命吞噬恒星，已吃掉30个太阳

天文学家发现了有史以来从超大质量黑洞观测到的最大、最遥远的耀斑。绰号“超人”的耀斑起源于距地球100亿光年的地方，在高峰期，发出的光闪耀着10万亿个太阳的亮度。

耀斑的来源是一个活跃的星系核，或 AGN——星系中心的一个明亮、紧凑的区域——它由一个积极以物质为食的超大质量黑洞提供动力。气体和尘埃落入黑洞周围的旋转盘中，随着碎片螺旋化得更快，它变得过热，释放出强烈的辐射。

研究人员思考这个巨大的黑洞消耗了什么来释放如此强大的耀斑。他们得出的结论是，它很可能吞噬了一颗巨大的恒星，否则这颗恒星注定会因爆炸而结束其生命。

“大约每 10000个AGN中就有1个显示出某种耀斑活动，但这是如此极端，以至于将其归入自己的类别（大约是百万分之一的事件），”加州理工学院天文学研究教授马修·格雷厄姆在一封电子邮件中说。格雷厄姆是周二发表在《自然天文学》杂志上的一项关于这种前所未有的现象的研究的主要作者。

耀斑表明，大型星系中心附近存在未知的巨星群，这些星系也拥有超大质量黑洞，并揭示了两个庞然大物之间复杂的相互作用。

超人于 2018 年 11 月首次被南加州帕洛玛天文台的卡塔利娜实时瞬态巡天和茨威基瞬变设施探测到。茨威基号使用宽视场相机扫描夜空，以使天文学家能够发现瞬变或转瞬即逝的宇宙现象（例如快速耀斑的超新星）而闻名。

格雷厄姆说，起初，这个物体看起来并不罕见，只是很亮。天文学家团队认为这是一个耀斑，或者是一个超大质量黑洞，在宇宙中发射高能物质射流。

五年后，他们重新审视了茨威基调查收集的早期数据，并注意到一个信号，以前被认为是一个耀斑，它的亮度一直在稳步变化。该团队用夏威夷的 W. M. Keck 天文台等其他望远镜拍摄了后续观测结果，结果显示光源比最初想象的更明亮、更有能量。

他们意识到，这种光来自一个活跃的星系核，估计质量是太阳的5亿倍。天文学家考虑了耀斑如此明亮的几个可能原因，例如一颗大质量恒星在黑洞周围的物质盘内爆炸，然后确定最可能的原因是潮汐破坏事件——当一颗恒星太靠近黑洞并被撕裂时。

格雷厄姆说，耀斑正在进行中，这意味着黑洞仍在积极吞噬恒星，就像“一条鱼只在鲸鱼食道的一半处”。

超人的亮度峰值是任何其他已知黑洞耀斑的30倍，被黑洞吞噬的恒星的质量至少是太阳的 30倍。之前的潮汐扰动事件记录是由绰号“可怕的芭比娃娃”的 ZTF20abrbeie 创造的，这是由于黑洞吞噬了一颗大小是太阳三到10倍的恒星而引起的。

“这可能是有史以来被超大质量黑洞撕碎的最大质量恒星，”该研究的合著者、曼哈顿社区学院天文学教授、纽约市美国自然历史博物馆天体物理学系研究员 K.E. Saavik Ford 在一份声明中说，“这令人兴奋，因为它告诉我们，大质量恒星一定生活在超大质量黑洞周围的气体盘内和周围。”

格雷厄姆说，该团队继续监测耀斑随着时间的推移而消退——尽管与在地球上经历的时间相比，黑洞附近的时间流逝不同。

“这是一种由于空间和时间的拉伸而导致的称为宇宙时间膨胀的现象。当光穿过不断扩大的空间到达我们时，它的波长会延伸，时间本身也会延伸，“他说，“这里七年就是那里的两年。我们正在观察事件以四分之一的速度播放。

由于耀斑发生在100亿光年外，因此光线需要100亿年才能到达地球。一光年是光在一年内传播的距离，即9.46万亿公里。

格雷厄姆说，通过梳理茨威基的数据并使用新的望远镜，例如智利的维拉·鲁宾天文台，也许有可能识别出更多这些罕见事件，这些事件表明超大质量黑洞具有动态环境，远远超过被漩涡物质包围的大天坑。

福特说，像这样的耀斑揭示了星系中心附近存在令人难以置信的大恒星，并揭示了星系的结构。“在宇宙如此早期的时期了解星系中心的恒星（有多少颗，它们是什么样子），为我们提供了一种研究星系组装的新方法，”她指出。

普渡大学物理和天文学副教授丹尼·米利萨夫列维奇博士说，这一发现代表了我们对宇宙最强大事件的理解的惊人飞跃。米利萨夫列维奇没有参与这项新研究，但之前研究过“可怕的芭比娃娃”事件。

他在一封电子邮件中写道：我们曾经认为“可怕的芭比娃娃”是一种奇怪的、独一无二的异常现象，但这种新的耀斑更加极端，释放的能量就像整个太阳完全转化为电磁辐射一样多。

“它属于一类新兴的极端核瞬变 （ENT），这是一种知之甚少的现象，正在挑战我们目前关于黑洞和恒星如何相互作用的模型。”

加州大学伯克利分校天文学杰出教授亚历克斯·菲利彭科 （Alex Filippenko） 说，耀斑揭示了对黑洞生长、它们如何撕裂附近恒星以及它们巨大的能量如何塑造周围星系的见解。菲利彭科没有参与这项新研究，但他的工作为活跃的星系核物理学奠定了坚实的基础。

他在一封电子邮件中写道：“当一个超大质量黑洞突然爆发出明亮的耀斑时，它让天文学家能够坐在宇宙中一些最极端的物理学的前排座位上。通过捕捉这种破纪录的变亮，天文学家打开了一扇了解银河系中心极端物理学的新窗口，恒星、气体和引力在宇宙最猛烈的实验室中碰撞。”