中國科大發現黑洞潮汐撕裂恒星事件全新演化現象

記者4月7日從中國科學技術大學獲悉，該校天文學系王挺貴教授研究團隊，近期對黑洞潮汐撕裂恒星事件AT2023lli進行了多波段高頻次監測。他們發現，光學紫外光變曲線峰值之前出現了迄今為止最顯著的“鼓包”特征，并發現X射線呈現出“間歇性”輻射的特征。這些演化新特征，為揭示此類事件的物理過程提供了重要線索。相關研究成果日前在線發表于國際天文期刊《天體物理學雜志快報》。

一顆恒星偶然運動到星系中心大質量黑洞附近時，會被黑洞強大的潮汐力所撕裂并被吸積。這一過程中會產生多波段電磁耀發，時間持續幾個月到幾年。這種現象稱為黑洞潮汐撕裂恒星事件（TDE）。TDE發現后，科研人員需要利用地面與空間望遠鏡對其及時開展觀測，獲得測光和光譜演化信息，進而推斷發生的主要物理過程及黑洞參數。

以往發現的TDE，其光變曲線都呈現出較為光滑的“快上升，慢下降”的趨勢，但AT 2023lli卻是個“異類”。光學監測結果顯示，它在光變上升早期出現了一個很強的“鼓包”。該“鼓包”持續了近一個月，與主峰的時間間隔長達兩個月之久——這是截至目前TDE中最為明顯且時間間隔最長的“鼓包”。研究團隊通過分析多波段光變曲線推測，如此奇特的光學“鼓包”很可能由恒星被撕裂后的碎片在廣義相對論效應下發生撞擊引起。此外，雙星系統被黑洞撕裂也是一種可能性，兩次撕裂過程分別產生了“鼓包”和主峰。

研究人員在第一種圖像下，對X射線延遲于紫外光學輻射并出現“間歇性”輻射的現象給出了解釋。研究團隊認為，碎片流撞擊除了產生“鼓包”之外，還產生了外流拋射物。這些物質遮蔽了吸積盤內區，并吸收了軟X射線光子，通過再處理過程轉化成紫外光學輻射。由于遮蔽物質分布不均勻，后期局部開始變得光學薄，使得X射線“泄漏”出來，同時，又因為物質圍繞黑洞運動，導致了“間歇性”特征。

（中國科學技術大學供圖）