哈勃拍摄到恒星被黑洞吞噬扭曲成甜甜圈状

众所周知，黑洞拥有有超强的吞噬力，无论是是恒星、行星还是其他物质，只要靠近黑洞都会被毫不留情地被吸进去，甚至连光线都无法逃脱黑洞的“魔掌”。当恒星距离黑洞足够接近，近到被其引力场所捕获时，恒星就会被猛烈撕碎、喷射出强烈辐射，最终被缓慢吞噬。

天文学家通过美国航空航天局（NASA）的哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope），详细记录了一颗恒星被黑洞吞噬的最后时刻。

来源：NASA, 欧洲航天局（ESA）, Leah Hustak (来自太空望远镜科学研究所，简称STScI)

上述按序排列的艺术家示意图展示了黑洞吞噬经过其附近的一颗恒星的过程。1.一颗普通的恒星经过位于星系中心的超大质量黑洞附近。2.该恒星的外部气体被黑洞的引力场所捕获。3.恒星被黑洞强烈的潮汐力撕碎。4.恒星残骸被黑洞拉入其形似“甜甜圈”的圆环轨道，最终被黑洞吞噬，释放出大量的光线和高能辐射。

这被称为“潮汐瓦解事件”（tidal disruption events，简称TDE）。但该措辞方式掩盖了黑洞所经历的复杂、原始的暴力。黑洞引力吸进恒星物质，而辐射则将物质喷出，两者之间存在着一种平衡。天文学家正在通过哈勃太空望远镜找出恒星坠入黑洞引力深渊时所发生的细节。

哈勃太空望远镜无法近距离拍摄AT2022dsb潮汐瓦解事件的混乱情况，因为这颗被吞噬的恒星位于ESO 583-G004星系的核心地带，距离将近3亿光年。不过天文学家利用哈勃太空望远镜对紫外线的高敏感度对来自被撕裂恒星的光线，包括氢气、碳等进行了研究，其光谱学为黑洞吞噬恒星的细节提供了线索。天文学家通过各种太空望远镜已探测到大约100个黑洞周围的潮汐瓦解事件。NASA近期的一份报告显示，其多台天文望远镜于2021年3月1日发现了发生在其他星系的另一个黑洞潮汐瓦解事件。与哈勃太空望远镜的观测所不同的是，其数据是从黑洞周围的极热日冕中收集到的。黑洞日冕是在恒星已经被撕碎后形成的。

来自哈佛-史密松森尼天体物理中心（CfA）（该中心位于马萨诸塞州剑桥市）的Emily Engelthaler表示：“然而，考虑到观测时间，在紫外光下观测到的潮汐瓦解事件仍然寥寥无几。这真的很不幸，因为我们其实可以从紫外线光谱中获得很多信息。令人兴奋的是，我们可以得到关于恒星碎片所经历过程的更多细节。潮汐瓦解事件可以告诉我们关于黑洞的大量信息。”被黑洞所吞噬恒星的状况变化是在为期几天或几个月的时间里发生的。

对于任何一个在其星系中央有一个静态的超大质量黑洞的星系，大约每10万年才会发生几次恒星撕裂。

AT2022dsb恒星吞噬事件于2022年3月1日被全天自动测量超新星（All Sky Automated Survey for SuperNovae，简称ASAS-SN）首次捕捉到。ASAS-SN是一个由全球20台望远镜组成的网络，以大约每周一次的频率对银河系外的宇宙进行调查，以寻找正在塑造宇宙的暴力的、易变的、瞬时的事件。这次高能量碰撞距离地球足够接近，也足够明亮，哈勃太空望远镜任务团队的天文学家因此得以在比一般时间更长的时间内进行紫外线光谱分析。

来自CfA的Peter Maksym表示：“通常情况下，这类事件是很难被观测到的。一般可能会在初始阶段很亮的时候，能够有一些观测发现。而我们的任务计划有所不同的是，我们的任务旨在一年时间内观测几个潮汐事件，看看到底会发生什么。我们很早就意识到我们可以在非常强烈的黑洞吸积阶段进行观测。我们发现随着时间的推移，吸积率下降，逐渐变成了‘涓涓细流’。”

根据任务团队解读，哈勃太空望远镜的光谱数据来自曾经是一颗恒星的非常明亮、炽热、甜甜圈状的气体区域。该区域被称为圆环（torus），与太阳系一般大小，围绕位于其中央的一个黑洞旋转。

Maksym表示：“我们正在研究甜甜圈边缘的一处区域。我们发现来自黑洞的恒星风掠过表面，以每小时2000万英里（光速的3%）的速度向我们投射过来。我们仍然在为这个事件伤透了脑筋。恒星被撕碎，然后其物质进入了黑洞。基于我们我们所了解的知识，我们已经有了一些模型，并且我们也实际观测到了一些事件。对于科学家而言，令人兴奋的正是在已知和未知的交汇处。”

在华盛顿州西雅图举行的美国天文学会第241次会议上，对相关结果进行了汇报。

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来源：

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/hubble-finds-hungry-black-hole-twisting-captured-star-into-donut-shape