极其罕见！中国天文学家发现被黑洞撕裂2次的恒星

一种极其罕见的天文现象，被中国天文学家首次发现。

经过长期的观察和分析，来自中国科学技术大学天文学系的研究团队，发现了一颗被黑洞撕裂两次的、“最不幸”的恒星。“这是首个获得光谱认证、也是迄今证据最为确凿的重复性部分撕裂TDE（Tidal Disruption Event，黑洞潮汐撕裂恒星事件），对研究TDE族群和物理有重要意义。”中国科学技术大学方面介绍。

近日，该研究成果以《最不幸的恒星：光谱证实的重复部分潮汐瓦解事件 AT 2022dbl》（The Unluckiest Star: A Spectroscopically Confirmed Repeated Partial Tidal Disruption Event AT 2022dbl）为题，发表在《天体物理学杂志快报》(Astrophysical Journal Letters)，并被《自然》（Nature）杂志跟进报道。

▲重复性撕裂TDE的关键证据

宛如一场壮烈的烟火，穿越亿万光年

约4亿年前，一颗游弋在茫茫星海的恒星，闯入一片危险的领域，那是超大质量黑洞的领地，一个不可违逆的漩涡——这颗恒星不可避免地被撕裂。那耀眼的光芒，散落在宇宙的黑暗之中，宛如一场壮烈的烟火，穿越亿万光年，最终被地球上的观测者捕捉到。然而，这不是终结，而是一个循环的开始。

“今年1月，我发现那个位置再次变亮，那可能就是我们期待已久的现象。我们立即触发了后随观测，确认了那里有一颗非常不幸的恒星。”8月23日，中科大天文学系博士生、上述论文第一作者林哲宇告诉红星新闻记者，“它在两年之内被黑洞重复撕裂了两次，这是首次观测并证实了这一类现象的产生。”

近年来发现有几例TDE（候选体）在数年后又开始重新爆发，它们被认为是重复性TDE事件候选体，黑洞每次仅仅撕裂和吸积部分恒星物质。然而，这些候选体缺乏光变曲线之外的其他强有力观测证据，因此未被同行广泛认可。

▲林哲宇

基于TDE重复性爆发的不断发现，研究团队开始关注并定期更新已知TDE后续光变曲线，以期望尽早发现新的类似事件开展及时后随观测。研究团队今年1月发现TDE AT 2022dbl的再次变亮之后，立即触发了美国雨燕卫星（Swift）和全球望远镜网络（LCOGT）的多波段测光监测，并利用美国帕洛玛天文台的海耳望远镜（P200）拍摄了一条高质量的早期光谱，最终证实了这次爆发起源于TDE。

有意思的是，本次耀发的光谱与第一次耀发的光谱具有极其相似的、指示恒星内部核合成元素超丰的发射线特征，这表明两次耀发的吸积物质很有可能来源于同一颗恒星，从而给出重复性撕裂TDE的关键证据。

帮助理解黑洞如何“吃”东西长大

基于以上观测事实，研究团队推测，这颗“最倒霉”的恒星可能是被黑洞从双星系统中拽出，被黑洞束缚在一个偏心率极高的椭圆轨道上，并在靠近黑洞时被多次潮汐撕裂并“吸食”。当前光学TDE的研究基本都忽略了重复性部分撕裂TDE事件，然而本研究暗示此类事件概率可能并不低，而且常规TDE中有些其实是部分撕裂事件，因此对于重新认识光学TDE的族群统计和物理过程有重要意义。同时，该研究也说明了TDE长期高频监测的重要性。

“简单地说，（研究）这类事件可以帮助我们探测宇宙中休眠的超大质量黑洞，以及帮助我们理解黑洞是如何“吃”东西长大的。”中科大天文学系蒋凝副研究员告诉记者。据悉，上述论文第一作者林哲宇由中科大天文学系孔旭教授和蒋凝副研究员联合指导，合作单位主要有中国科学院国家天文台、武汉大学、日本广岛大学和京都大学、印度天体物理研究所等。

▲蒋凝

值得一提的是，TDE也是中科院与紫金山天文台共建的墨子巡天望远镜（WFST）的核心科学目标之一，研究团队预期会利用WFST发现更多类似事件。据悉，墨子巡天望远镜的本体，由位于成都的中国科学院光电技术研究所研制，它是北半球光学时域巡天能力最强的设备。蒋凝曾告诉记者，他期待利用“墨子”带给人们更多关于黑洞的美妙故事。

红星新闻记者 王拓 部分内容综合自中国科学技术大学