天文學家發現這種不尋常的耀斑是恆星被黑洞分離和吞噬的結果。所謂的潮汐瓦解事件(TDE)的不同之處在於,所涉及的黑洞似乎是難以捉摸的「中等質量黑洞」的實例,而這種物體幾十年來一直對天文學家提出了挑戰。
當恆星距離太近時,通常會發生潮汐現象。 超大質量黑洞 在一個大星系的中心創造偉大 重力 這些宇宙泰坦同時水平擠壓恆星體,同時垂直拉伸它。這種「麵條化」導致恆星麵條纏繞在黑洞周圍,其中一些被送入中心黑洞。而大部分則像大功率噴射機一樣以接近光速的速度被炸飛。這些事件可能需要數百天或數年才能消失。
「AT2022zod 具有 TDE 特徵,即當恆星與黑洞相互作用而分離時我們觀察到的耀斑。這些事件通常是不正常的。但由於我們預計幾乎所有星系的中心都會出現超大質量黑洞,因此我們預計在其宿主星系的中心也會觀察到 TDE,」來自澳大利亞科廷大學的團隊負責人克里斯汀·達格 (Kristen Dage) 幾乎沒有核心,20020d,幾乎沒有負責人與先前觀測到的 TDE 相比,時間非常短。同時仍擁有高能量。 」
當從這麼遠的距離觀察時,TDE 通常會持續數百天。這使得AT2022zod從10月13日到11月18日持續一個月的時間非常不尋常。 「橢圓星系的結合因擁有大量星團而聞名。」同時保持在核心之外並且持續時間很短這讓我們想知道這可能是銀河系中心之外可能存在的難以捉摸的中性質量黑洞之一。更重要的是,它為尋找和研究它們開闢了新的途徑,」達格繼續說道。
據信超大質量黑洞的質量是其質量的數百萬或數十億倍。 太陽同時,垂死的大質量恆星形成了恆星質量黑洞。據信它的質量是太陽質量的三到數百倍。這使得這兩種類型的黑洞之間存在著巨大的質量範圍。人們認為這就是恰當命名的中性質量黑洞所在的地方。
這是因為超大質量黑洞被認為是透過更大質量黑洞之間的合併而生長的。因此,可以合理地假設中等質量黑洞在這生長過程中扮演重要角色。這意味著這個質量範圍內的黑洞應該在宇宙中廣泛存在。但天文學家很難發現它們。
「我認為很難誇大我們在尋找中等質量黑洞方面的糟糕程度。我們非常擅長尋找超大質量黑洞。並且感謝重力波探測器LIGO-Virgo-Kagra,它使我們能夠更好地發現恆星質量黑洞。但我一隻手就能數出天文學界達成共識的中性質量黑洞候選者的數量,」達格說。到目前為止,人們已經知道來自中心黑洞的潮汐瓦解事件的存在。但很難注意到。它在很大程度上被銀河系中心區域的其他活動所掩蓋。 」
天文學家可以根據事件發生的位置和持續時間來區分由中心黑洞引起的潮汐瓦解事件和超大質量黑洞撕裂恆星時發生的潮汐瓦解事件。
「根據我們目前對 TDE 行為的理解,我們知道事件的持續時間隨著黑洞的質量而變化。所以其他因素都是相同的。較短的時間尺度表明黑洞質量較小,」達格說。 「當我將 AT2022zod 與類似距離的其他 TDE 或類似的宿主星系進行比較時,我對 AT2022zod 的獨特性產生了興趣。而且它與相同的行為不一致。”
這種外心潮汐表的發現可以更多地揭示這些中等質量黑洞所佔據的環境。例如,很明顯,TDE 往往發生在密集星團的區域。 「除非你處於某種星團中,否則它基本上是位於宿主星系中心的核星團。你不會發生潮汐膨脹,因為恆星在黑洞附近跳舞的機會太低了,」達格說。這種恆星密度是在星系中心發現的。但也有一些區域不在星系中心。星星也緊緊地擠在一起。
超大質量黑洞失效?
研究小組推測,這次 TDE 發生在 SDSS J105602.80+561214.7 內的球狀星團或超緻密矮星系 (UCD) 中。球狀星團和 UCD 都是即將走到生命盡頭的古老恆星的密集集合。
「這些系統基本上是黑洞工廠。它們的緻密和動態系統使黑洞能夠合併並成長為中等質量階段。特別是透過不可避免的恆星碰撞,」達格說。 “當你將這一點與研究UCD黑洞運動學的觀測證據結合起來時,它使它們成為一個非常有趣的中等質量黑洞環境!”
UCD 的起源目前仍籠罩在神秘之中。當兩個球狀星團聚集在一起時,可能會形成這些緻密的恆星區域。碰撞並合併,或者 UCD 可能是一顆矮星 星系 與外層恆星分離後,剩下的就是緻密而緻密的銀河系核心。
「這兩種不同的形成情況對黑洞演化有非常不同的影響。如果它們去核化,它們將使超大質量黑洞『失敗』。它們遵循與超大質量黑洞和大型星系相似的形成路徑,」達格解釋道。 “如果它們只是大型球狀星團,情況可能會完全不同。而動力學在黑洞的形成和演化中起著關鍵作用。”

達格說,科學家知道橢圓星系既包含球狀星團恆星系統又包含UCD,但在這種情況下,宿主星系距離太遠,團隊無法排除AT2022zod實際環境的性質。 「我們只知道它位於某種星團中,」達格說。就我個人而言,我更喜歡它位於球狀星團中。但根據我們對鄰近系統的了解,UCD 作為鄰近宇宙中的宿主看起來非常合理。 」
她補充說,UCD 的幾項物理研究表明,它們包含 AT2022zod 估計質量範圍內的黑洞,包括所謂的銀河系。半人馬座歐米茄也是如此,儘管達格指出,關於我們銀河系的密集星團是UCD還是球狀星團,存在一些爭論。

儘管在可預見的未來,TDE AT2022zod 的環境可能仍然是個謎,但團隊的研究可以為發現中間黑洞提供急需的路線圖。這在以下情況尤其重要: 維拉·魯賓天文台 長達十年的遺產時空調查(LSST)已經開始。
「魯賓有望產生巨大影響。它將為 3.3 億光年內數百萬個星團提供極其靈敏的 10 年覆蓋範圍,並且應該對擁有密集恆星環境的 TDE 群體敏感,」Dage 總結道。 “我們只需要確保我們在正確的地方尋找。可以立即採取後續行動,以更好地了解物理和主機系統。並能夠解釋我們所看到的內容。”
團隊的結果可在論文存檔網站上找到。 接收。










