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天文學(xué)家利用哈勃望遠(yuǎn)鏡跟蹤觀察了 AT2022dsb 潮汐撕裂事件。近日，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了迄今離地球最近的一個潮汐撕裂事件，這還是首次在紅外波段識別出了潮汐撕裂事件。下面，我們就來看看這兩次潮汐撕裂事件都發(fā)生了什么。
文 | 賈森?古德耶爾（Jason Goodyer）
譯 | 開心
編輯 | 聞靜
題圖來源：NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
跟蹤觀測潮汐撕裂事件
2022 年 3 月 1 日，全天候自動超新星觀測系統(tǒng)（ASAS-SN）發(fā)現(xiàn)了一次潮汐撕裂事件（TDE，tidal disruption event）。ASAS-SN 是一個由地面天文望遠(yuǎn)鏡組成的網(wǎng)絡(luò)，功能是搜尋劇烈的宇宙事件。
天文學(xué)家利用哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測到，一個黑洞將旁邊的一顆恒星扭曲成了甜甜圈的形狀，然后慢慢將其吞噬。這次事件被命名為 AT2022dsb，發(fā)生在距離地球?qū)⒔?3 億光年的 ESO 583-G004 星系的中心。
這場“獵食”是宇宙潮汐撕裂事件的典型例子 —— 所謂的潮汐撕裂事件是指，當(dāng)一顆恒星運行到距離黑洞很近的位置時，被黑洞巨大的引力撕碎的天文現(xiàn)象。在恒星被撕扯得粉碎之后，黑洞會吞噬掉恒星碎片，同時釋放出強烈的輻射。
天文學(xué)家利用哈勃望遠(yuǎn)鏡強大的紫外成像能力，對這一事件的后續(xù)發(fā)展進(jìn)行了跟蹤觀測。
“通常來說，這些事件很難被觀測到。只有當(dāng)潮汐撕裂剛發(fā)生、亮度特別高的時候，我們才有可能觀察到一些蛛絲馬跡。這個研究項目的獨特之處是，觀測時間長達(dá)一年之久，我們可以把這一事件的前因后果弄清楚?！?哈佛-史密森尼天體物理中心的天文學(xué)家皮特?馬克西姆（Peter Maksym）說道。
“我們在事件發(fā)生的早期就注意到了這個黑洞，因此可以從激烈的黑洞吸積階段開始觀察這一事件。我們看到，隨著潮汐撕裂事件逐漸平息，黑洞的吸積率也隨之下降?！?/p>
在分析了哈勃望遠(yuǎn)鏡收集的數(shù)據(jù)后，研究人員認(rèn)為，這顆恒星的碎片圍繞黑洞形成了類似甜甜圈的氣態(tài)圓環(huán)，大小與太陽系相仿，與此同時，恒星碎片正在被黑洞慢慢吸入。
研究人員希望，對本次或類似事件的深入研究可以增進(jìn)他們對黑洞生命周期的了解?！昂阈潜灰λ撼兜孟∷?，然后被黑洞慢慢吞噬。對于這一事件，我們真的還只處于探索階段?！?馬克西姆說。
“科學(xué)就是提出不同的理論模型，你看著這些模型，以為自己懂得了原理，可是很快又觀察到了新的現(xiàn)象。每每這種時候，科學(xué)家總是會心潮澎湃，因為這意味著你正站在已知和未知的分界線上。”
首次在紅外波段識別出潮汐撕裂事件
近日，麻省理工學(xué)院的天文學(xué)家在紅外波段發(fā)現(xiàn)了新的潮汐撕裂事件，這是科學(xué)家首次直接在紅外波段識別出潮汐撕裂事件。值得注意的是，這次新發(fā)現(xiàn)的爆發(fā)是迄今為止觀測到的最近的一次潮汐撕裂事件：發(fā)生在距離地球 1.37 億光年的 NGC 7392 星系中。
這次事件被命名為 WTP14adbjsh，相關(guān)成果于 4 月 28 日發(fā)布在《天體物理學(xué)雜志快報》（The Astrophysical Journal）上。
在傳統(tǒng)的 X 射線和可見光數(shù)據(jù)中并沒有明顯觀察到 WTP14adbjsh?？茖W(xué)家推測，這不是因為它沒有發(fā)出 X 射線和紫外光，而是因為這些光被大量的塵埃遮擋了，而塵埃在吸收了輻射后會以紅外波的形式散發(fā)出熱量。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，WTP14adbjsh 所在的星系是一個年輕、活躍的產(chǎn)星星系（star-forming galaxy），而此前發(fā)現(xiàn)的潮汐撕裂事件主要發(fā)生在安靜星系?？茖W(xué)家預(yù)測此后還會在產(chǎn)星星系觀察到潮汐撕裂事件，因為它們會產(chǎn)生更多的可以被黑洞吞噬的恒星。
正是由于產(chǎn)星星系會產(chǎn)生大量的塵埃，這些塵埃來自于星系核心附近恒星之間和恒星本身的相互作用，可以在紅外波段被探測到，但會遮擋來自核心區(qū)域的光線，天文學(xué)家才無法使用傳統(tǒng)的可見光方法在產(chǎn)星星系中探測到潮汐撕裂事件。
麻省理工學(xué)院的天文學(xué)家赫里斯托斯?帕納約圖（Christos Panagiotou）說：“發(fā)現(xiàn)這樣一個潮汐撕裂事件意味著，從統(tǒng)計上來說，必然存在著一些通過傳統(tǒng)方法無法觀測到而被忽略了的潮汐撕裂事件?！?/p>
或許，紅外波段可以幫助我們揭開這些神秘事件的面紗。
參考文獻(xiàn)：
Hubble Space Telescope spots hungry black hole twisting star into doughnut shape and chowing down on it | BBC Science Focus Magazine
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/acc45a
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