黑洞吞噬恒星数年后才吐出碎片打破固有认知

黑洞吸积盘和喷流的艺术假想图。（Shutterstock）

一项新研究发现，黑洞在摧毁恒星多年后仍能将其残余物喷出，但无人能解释其中的原因。这表明天文学家将不得不重新思考恒星和黑洞之间的关系。

天文学家早就知道，黑洞在撕裂一颗不幸的恒星后会喷出明亮的能量闪光，这被称为潮汐瓦解事件（TDE）。

然而，人们预计这将在TDE发生后几个月内出现，而这项尚未经过同行评审的新研究发现，观测到的24个黑洞中有10个在TDE发生2到6年后才开始喷吐物质。

由哈佛大学和史密森天体物理中心主导的这项研究的主要作者伊维特·森德斯（Yvette Cendes）在X（前身为推特）上的一篇帖子中表示，这一发现让天文学家感到困惑，可能意味着我们误解了黑洞吞噬恒星时会发生什么，“对于造成这种情况的原因，简短的回答是‘我们真的不知道，且没人预料到它会发生’”，她说。

出乎意料的观测

我们以前从未见过这种情况，这有一个很好的原因：没有人预料到它会发生，因此没有特地去观察它。

当一颗恒星离超大质量黑洞太近时，就会发生潮汐瓦解。几个小时之内，恒星就被撕成碎片。

此时，天文学家通常认为恒星的一半物质将开始围绕黑洞旋转，形成所谓的“吸积盘”（Accretion Disk）。该理论认为，另一半物质将以一次性能量射流的形式喷出，可从地球上被观测到。

天文学家预计闪光会在TDE发生后的几周或几个月内发生。如果其间没有动静，就会把望远镜转向别处。

“射电望远镜的时间非常宝贵!为什么要在爆炸多年后寻找那些没有看到的东西?”森德斯在推特上说。

但这种观点在2022年开始发生变化，当时森德斯及其同事发现了一个黑洞，它在吞噬一颗恒星两年后再次苏醒。

从那时起，合作者们花了很多时间监测24个黑洞。他们发现，超过一半的黑洞会在吞星事件发生几年后再次醒来。

“如果你对物理学有所了解，你就会知道这个时间尺度（即数年）不合理!” 森德斯在 Reddit 论坛上的一篇帖子中说。

在另外两个案例中，森德斯注意到黑洞达到峰值，然后减弱，然后再次开启。

“这是全新的，且出乎意料”，森德斯告诉《生活科学》（Live Science）。 “人们之前认为一次喷发就差不多了”，她说。

对吸积盘的认知错了

森德斯说，这些发现可能意味着我们需要重新思考黑洞是如何吞噬恒星的。

森德斯排除了这是由第二个TDE事件造成的可能性;或者喷射其实立即发生在TDE事件之后，只不过起初并不是朝向地球的。她还排除了一些更奇特的解释，例如喷射被延误是因为黑洞扰乱了该地区的时间。

排出了这些解释，同时也给我们留下了一个很大的谜团。“最好的猜测是‘我们对潮汐瓦解事件过程中吸积盘形成的所有假设都是错的’”她在推特上说。“也许闪光并不来自正在形成中的吸积盘，而是来自彼此相互作用的物质流，并且吸积盘直到几年后才形成。我们不知道完整的细节，但这绝对有可能，”她说。

“最近几个月，我饶有兴致地看到理论家们表现出不理解的表情，相信我!”森德斯在推特上说。

此研究结果于8月25日提交给预印本服务器 arXiv 上。