超大质量黑洞有多饿？平均每五万年吞一颗恒星

黑洞透过吞噬附近物体增加自身质量，被吞噬的恒星走向不幸结局，但对有机会探索休眠星系中心的科学家来说却是幸运一瞥。最近，麻省理工学院团队发现 18 起新潮汐破坏事件，得出与模型预测一致的结论：超大质量黑洞平均每五万年吞掉一颗恒星质量。

潮汐破坏事件（Tidal disruption event，TDE）是指恒星接近超大质量黑洞（SMBH）、被黑洞潮汐力拉扯经历的“意大利面化”暴力过程，此时恒星一部分质量进入黑洞周围吸积盘，而黑洞吞噬物质会暂时产生极明亮电磁辐射，导致原本不可见的黑洞现出踪迹。

多数大型星系中心都有一个超大质量黑洞，比如我们的银河系有主要处于休眠状态的超大质量黑洞人马座 A*，质量约太阳 430 万倍。但如果更深入观察宇宙，会发现更多超大质量黑洞质量可达太阳数百亿倍。

由于恒星碎片堆积引起的爆炸、辐射，可能是星系中心存在休眠黑洞的独特迹象，因此天文物理学家可透过研究潮汐破坏事件估计超大质量黑洞及其摧毁恒星的特性，比如确切质量，近几十年来，物理学家为计算吸积率（恒星物质在 TDE 期间落回超大质量黑洞的速率）而开发的模型不少，但得出的近似值准确度仍存在不确定性。

2022 年，天文学家提出一个简称 CN22 的新模型，其 TDE 峰值时间跨度、吸积率与流体动力学模拟非常吻合，可以解开超大质量黑洞及被吞噬恒星的关键资讯。

麻省理工学院团队新发现 18 起潮汐破坏事件。（Source：麻省理工学院）

最近一组麻省理工学院团队分析 NEOWISE 卫星的红外光数据，新发现 18 起黑洞吞噬恒星的潮汐破坏事件，其结论增强了 CN22 模型准确性，其中被摧毁恒星的属性与 TDE 吸积率峰值时间跨度没有太大关联。

或者说，峰值回落率实际上与被破坏恒星的质量、年龄无关，而是几乎完全由超大质量黑洞质量决定，这是 CN22 模型能帮助研究人员限制黑洞质量的关键指标。

团队分析还确认潮汐破坏事件发生频率，即任何星系中心的超大质量黑洞平均每五万年就混乱吞噬一颗恒星，更接近物理学家的理论预测。

研究结果还可解释为何潮汐破坏事件没有辐射过多能量，团队认为这是由于灰尘了吸收可见光、X 射线以及 TDE 的极紫外线辐射。

研究结论让我们暂时不需想奇怪物理学来解释看到的极端现象，也让科学家更了解恒星如何被黑洞撕裂、吞噬的背后机制。

新论文发表在《天文物理期刊》（the Astrophysical Journal）。