黑洞释放出有史以来最亮的耀斑，比10万亿个太阳还亮
这位艺术家的概念描绘了一个超大质量黑洞，正在将一颗质量至少是太阳质量的 30 倍的大质量恒星撕成碎片。科学家们提出，这就是遥远的黑洞周围发生的事情，称为 J2245+3743，它在 2018 年急剧变亮，产生了有记录以来最亮的黑洞耀斑，闪耀着 10 万亿个太阳的光芒。这可能是迄今为止观测到的最大大规模的星际粉碎事件（正式名称为潮汐破坏事件或 TDE），也是活跃星系核 （AGN） 中发生的少数事件之一，活跃星系核 （AGN） 是一个活跃的超大质量黑洞，“喂食”周围盘中的物质。这颗令人惊叹的耀斑是由位于加州理工学院帕洛玛天文台的茨威基瞬态设施 （ZTF） 和加州理工学院领导的卡塔利娜实时瞬态勘天发现的。图片来源：加州理工学院 / R. Hurt （IPAC）
（蜘蛛网eeook.com）据《大众科学》（安德鲁·保罗）：很难理解黑洞的基本原理。从事件视界到奇点，再到我们所理解的时空普遍崩溃——这样的例子不胜枚举。也就是说，你不需要成为天体物理学家就能掌握加州理工学院帕洛玛天文台的研究人员最近记录的宇宙事件的巨大性。
利用茨威基瞬态设施 （ZTF） 和卡塔利娜实时瞬态巡天，该团队目睹了一个质量大约是太阳 5 亿倍的超大质量黑洞，从附近的一颗恒星中制造了一个长达数月的食物。由此产生的黑洞耀斑一度比有记录以来的任何类似场景都亮 30 倍，产生了相当于 10 万亿个太阳的光。活动星系核 （AGN） J2245+3743 的活动在 11 月 4 日发表在《自然天文学》杂志上的一项研究中进行了详细介绍。
“这与我们见过的任何 AGN 都不同，”加州理工学院天文学教授、ZTF 项目科学家和研究合著者马修·格雷厄姆在一份声明中说。
增亮 40 倍
格雷厄姆及其同事于 2018 年 4 月 2 日首次注意到 J2245+3743 的光度增加。然而，使用帕洛玛天文台的 200 英寸黑尔望远镜进行的初步扫描并没有发现任何特别奇怪的东西。但到了 2023 年，天文学家意识到耀斑衰减的速度比预测的要慢。直到夏威夷 W.M. 凯克天文台进行了另一次光谱扫描后，他们才知道 J2245+3743 的亮度有多亮。天文学家最终看到 AGN 的能量耀斑变亮了 40 倍。
最初，该团队不太确定是什么会导致如此戏剧性的爆发，并列出了一些可能性。他们很快确定了最明显的解释——超级移动——就是不行。
“超新星的亮度不足以解释这一点，”该研究的合著者、纽约市立大学天文学家 KE Saavik Ford 解释道。“如果你使用阿尔伯特·爱因斯坦的著名公式 E=mc2 将我们的整个太阳转化为能量，这就是自我们开始观测以来从这次耀斑中涌出的能量。”
ZTF 所在的帕洛玛天文台的 48 英寸塞缪尔·奥辛望远镜。 图片来源：Palomar / Caltech
什么是潮汐扰动事件？
格雷厄姆、福特和他们的团队最终确定了潮汐破坏事件作为对这次光爆发的最可能解释。也称为 TDE，当超大质量黑洞的巨大引力卡住附近的恒星时，潮汐破坏事件就会开始。然后，黑洞开始虹吸恒星的能量，开始其不可避免的死亡螺旋。但这并不意味着恒星在 AGN 捕获后会不断缩小。有时，能量转移是双向的。
“这么大的恒星很少见，但我们认为 AGN 圆盘内的恒星可以变得更大。圆盘中的物质被倾倒到恒星上，导致它们质量增长，“福特说。
迄今为止，已经记录了大约 100 次潮汐破坏事件，但大多数都没有像新观测到的 J2245+3743 那样具有活跃的星系核。这是因为活跃的星系核周围的馈电材料盘通常会隐藏即使是最敏感的天文台工具的任何 TDE 发射。在这种情况下，J2245+3743实在是太巨大了，根本没有办法错过。
新的纪录保持者比之前的顶级 TDE 强大得多。ZTF20abrbeie（绰号“可怕的芭比娃娃”）于 2021 年 4 月首次观测到，最终比 J2245+3743 弱 30 倍，涉及一颗比太阳大 3 到 10 倍的恒星。J2245+3743 距离 100 亿光年，也是有史以来最古老的黑洞之一，发生在宇宙相对年轻的时候。
慢动作黑洞
考虑到黑洞带来的所有怪异现象，天文学家在技术上正在以慢动作观察这一事件的发生。
“这是一种由于空间和时间的拉伸而导致的称为宇宙时间膨胀的现象。当光穿过不断扩大的空间到达我们时，它的波长会延伸，时间本身也会延伸，“格雷厄姆说。“这里七年就是那里的两年。我们正在观察事件以四分之一的速度播放。
虽然 J2245+3743 现在是有史以来最亮黑洞耀斑的记录保持者，但天文学家表示，它的榜首位置可能不是永久性的。尽管它很强大，但他们怀疑类似的事件在任何特定时间都在整个宇宙中发生。只有密切关注天空，他们才能找到任何有价值的竞争对手。
“如果没有 ZTF，我们一开始就不会发现这种罕见的事件，”格雷厄姆说。“我们已经用 ZTF 观察天空七年了，所以当我们看到任何耀斑或变化时，我们可以看到它过去做了什么以及它将如何演变。”
至于J2245+3743，它的明星零食还没有完全完成。即使在两年之后，AGN 的通量仍然比耀斑前的水平高出两个数量级。
