天文學(xué)家們罕見地從一處被超大質(zhì)量黑洞撕裂的恒星處發(fā)現(xiàn)了一道閃光。這次的這一現(xiàn)象——稱作潮汐瓦解事件——是至今發(fā)現(xiàn)距離最近的一次，距離地球僅僅2.15億光年。

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當(dāng)天文學(xué)家在真實(shí)的宇宙看到他們?cè)趯W(xué)校學(xué)到的理論時(shí)，這是非常美妙的經(jīng)歷。近幾十年中，這種情況時(shí)有發(fā)生，但最為有趣的一定是2020年10月12日這個(gè)星期一，天文學(xué)家宣布他們目睹了一顆恒星正在發(fā)生面條化。也就是說，這顆恒星在墜入超大質(zhì)量黑洞時(shí)正在被撕裂，這個(gè)黑洞僅在距離我們2.15光年之外的星系。他們并沒有近距離看到恒星被撕裂，因?yàn)槲覀兊募夹g(shù)還不支持我們這樣做。但是在恒星在被黑洞撕裂之前，捕捉到了這最后的時(shí)刻，天文學(xué)家稱之為潮汐瓦解事件。這次事件產(chǎn)生了一個(gè)耀斑，這是他們迄今為止記錄到最近的一個(gè)耀斑。

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面條化有時(shí)被稱為面條效應(yīng)。我們天文界有一個(gè)流傳很久的故事，一位勇敢無畏的宇航員冒險(xiǎn)靠近黑洞視界(不透一點(diǎn)光的地方)，然后被黑洞重力吸引力拉扯的像意大利面一樣。不單純是黑洞地心引力很強(qiáng)，還因?yàn)榈匦囊Τ梢欢ň嚯x比例的反向拉扯，所以黑洞的地心引力才如此非常強(qiáng)力—拉扯宇航員腿部的力量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)軀體的作用力。因此當(dāng)宇航員接近黑洞視界，沒有反射光線的地方(假設(shè)腳先到達(dá))—宇航員被垂直拉扯，如下圖所示，直至最后消失在視界之中(還是從腿部開始)，這就是面條化。

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宇航員掉入黑洞（面條效應(yīng)圖示）。它的發(fā)生是因?yàn)?/span>—在黑洞強(qiáng)重力區(qū)域—對(duì)宇航員腳步的拉扯重力大于對(duì)頭部的作用。圖源：NASA’s Imagine the Universe/?Wikimedia Commons.

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現(xiàn)在把你的注意力轉(zhuǎn)移到我們銀河系之外的一個(gè)星系，它的中心，就像迄今為止研究過的大多數(shù)星系一樣，包含著一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞。如果一顆恒星過于靠近黑洞的視界，它必然會(huì)像那位無畏的宇航員一樣被“面條化”。

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從理論上講，所有這些都是非常合理的。但是用望遠(yuǎn)鏡觀察是很困難的。這項(xiàng)研究是在2019年在一個(gè)超大質(zhì)量黑洞附近發(fā)生的一道閃光之后進(jìn)行的。位于智利的歐洲南方天文臺(tái)的超大望遠(yuǎn)鏡和新技術(shù)望遠(yuǎn)鏡的天文學(xué)家觀測(cè)到了這一閃光，并將其標(biāo)記為2019qiz。

在六個(gè)月的時(shí)間里，世界各地的天文學(xué)家進(jìn)行了后續(xù)觀測(cè)。

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圖為馬特·尼克爾（Matt Nicholl），他正要在智利開始一晚的工作。圖片來自馬特·尼克爾（Matt Nicholl）本人。

在分析數(shù)據(jù)之后，由英國(guó)伯明翰大學(xué)的馬特尼科爾領(lǐng)導(dǎo)的一組天文學(xué)家，10月12日在經(jīng)同行評(píng)議的期刊《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》上發(fā)表了他們的成果。尼科爾說：

黑洞“吸入”附近恒星的想法聽起來像科幻小說。但這正是潮汐破壞事件中發(fā)生的情況。

哈佛-史密森天體物理中心的天文學(xué)家埃多·博格（Edo Berger）說：

……這顆恒星被撕裂，其一半物質(zhì)被吸入，或者叫“吸積”到一個(gè)質(zhì)量為太陽質(zhì)量100萬倍的黑洞中，另一半則向外噴射。

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歐洲南方天文臺(tái)說，盡管被黑洞“面條化”的恒星所產(chǎn)生的耀斑強(qiáng)大又明亮，但到目前為止，天文學(xué)家還無法對(duì)其進(jìn)行研究。他們說，原因是，這類事件常常被一層灰塵和碎片遮擋?，F(xiàn)在天文學(xué)家們已經(jīng)能夠揭示出這層遮擋物的形成原因。伯明翰大學(xué)的薩曼莎·奧茨說：

我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一個(gè)黑洞吞噬一顆恒星時(shí)，它會(huì)向外射出一股強(qiáng)有力的物質(zhì)流，阻擋我們的視線。

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這幅圖描繪了一顆恒星（在前景中）在一次“潮汐破壞事件”中被一個(gè)超大質(zhì)量黑洞（背景）吸入而慘遭“面條化”。在一項(xiàng)新的研究中，一組天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)黑洞吞噬一顆恒星時(shí)，它可以向外發(fā)射一股強(qiáng)大的物質(zhì)流。圖像來源：歐洲南方天文臺(tái)（ESO）。

也就是說，當(dāng)黑洞吞噬恒星物質(zhì)，將恒星碎片向外推進(jìn)時(shí)，能量就會(huì)釋放出來。天文學(xué)家們說，這一發(fā)現(xiàn)之所以有可能，是因?yàn)檠芯啃〗M研究的潮汐干擾事件發(fā)生在恒星被撕裂后不久。美國(guó)西北大學(xué)美國(guó)航天局愛因斯坦研究員凱特·亞歷山大（Kate Alexander）評(píng)論道：

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因?yàn)槲覀兒茉缇筒蹲降搅怂?，我們?shí)際上可以看到當(dāng)黑洞以高達(dá)10000公里/秒（6000英里/秒）的速度發(fā)射出強(qiáng)大的物質(zhì)流時(shí)，塵埃和碎片的帷幕被拉起。

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這一獨(dú)特的“幕后窺視”第一次給了我們機(jī)會(huì)，可以精確定位暗物質(zhì)的來源，并實(shí)時(shí)跟蹤它是如何吞噬黑洞的。

又一個(gè)來自天文學(xué)家頭腦中的夢(mèng)想在現(xiàn)實(shí)中呈現(xiàn)在人們眼前了！下一個(gè)會(huì)是什么呢？

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這張圖片顯示了AT2019qiz位置周圍的天空，在畫面的正中心。它位于我們的天空中，在波江座的方向。圖片來源：大衛(wèi)·德·馬爾丹（Davide De Martin）/歐洲南方天文臺(tái)（ESO）/數(shù)字巡天。

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總結(jié)：面條化—又稱面條效應(yīng)—是在接近黑洞視界區(qū)域?qū)θ我馕矬w的垂直拉扯。天文學(xué)家目前已經(jīng)目擊到罕見的來自被面條化恒星的爆炸光束。天文學(xué)家會(huì)說這顆恒星經(jīng)由潮汐中斷事件而消亡。其后六個(gè)月內(nèi)，這種光爆被稱為AT2019qiz.，有此種光爆日期記錄最近的是距離地球大概21億5千萬光年。

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作者：Deborah Byrd?

FY：Astronomical volunteer team

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