噬星黑洞釋放破紀錄最亮耀斑,亮度相當 10 兆個太陽
天文學家近日發現迄今最亮、最遙遠超大質量黑洞耀斑!一個質量約太陽 5 億倍的超大質量黑洞在撕裂未保持安全距離的巨大恆星後,噴發有紀錄以來最明亮耀斑,峰值亮度相當於 10 兆個太陽。
大質量恆星演化至生命最後階段,注定爆炸成明亮超新星並坍縮成黑洞,但有顆巨大恆星在邁向此結局前就畫下句點──當它過度靠近一個超大質量黑洞,便被黑洞引力撕成碎片了。
2018 年,史維基瞬變探測器(ZTF)、卡塔利娜即時瞬態調查(Catalina Real-time Transient Survey)首次觀測到從活躍星系核發出的明亮耀斑,位於星系核中心的超大質量黑洞稱為 J2245+3743,距離地球約 100 億光年。
乍一看 J2245+3743 似乎沒什麼特別之處,但加州理工學院團隊持續監測該物體直到 2023 年,發現耀斑光芒雖然隨時間推移逐漸減弱,衰減速度卻比預期還慢,與我們見過的任何活躍星系核都不同。
於是團隊從凱克天文台獲取另一份光譜數據,在排除其他情況後得出結論:J2245+3743 發出有史以來最亮黑洞耀斑,亮度於 2018 年 6 月達最高峰,相當於太陽亮度 10 兆倍,且光芒預計需 11 年才會完全消失在觀測視野。
迄今最劇烈潮汐破壞事件
如此大規模的黑洞耀斑事件極為罕見,為確定引發劇烈光芒爆發原因,研究團隊開始調查各種可能性,最新分析結果表明,可能是超大質量黑洞撕裂 1 顆超大質量恆星的潮汐破壞事件(TDE)。
研究人員指出,若耀斑背後為 TDE 事件,則估計 J2245+3743 黑洞吞噬了質量至少達太陽質量 30 倍的恆星,後者原本可能是附近繞黑洞運行的恆星群成員,因與另一個物體相互作用被推到黑洞引力撕裂範圍內,最終成為黑洞食物。
此前已知最劇烈 TDE 事件為 ZTF20abrbeie(AT 2021lwx),也被認定源自活躍星系核,但其強度比 J2245+3743 黑洞耀斑事件弱 30 倍,且撕裂的恆星質量僅約太陽 3~10 倍。
這些發現將有助科學家更全面了解黑洞過去行為,並預測未來演變。新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。
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(首圖來源:加州理工學院)