潮汐破坏事件暴露行踪,抓到罕见中等质量黑洞吞噬恒星

多亏一颗倒霉的恒星路过被吞噬,天文学家发现了比小黑洞更难以捉摸的“中等质量黑洞”,有助于理解更大的超大质量黑洞如何形成。

黑洞既暴力又平凡,它们平常难以被发现存在,只有当天体太过靠近并被撕裂进入吸积盘、高速旋转摩擦的气体产生明亮辐射,才能明确黑洞位置。

包括银河系在内,所以大质量星系中心都有超大质量黑洞,但它们的形成路径至今还没有明确答案,天文学家推测这些质量为太阳数百万~数十亿倍的巨兽,可能是由质量为太阳数千~数十万倍的“中等质量黑洞”发展而来:早期宇宙到处存在带有中等质量黑洞的矮星系,随着时间推移,矮星系互相整合或被更大的星系吞噬,核心不断结合增加质量,最终产生今天看到的超大质量黑洞。

如果我们能抓出中等质量黑洞的数量与位置,就能帮助确定上述超大质量黑洞形成理论是否正确。

然而探测中等质量黑洞极具挑战性,目前只知极少数矮星系拥有中等质量黑洞;幸运的是,加州大学圣克鲁兹分校、哥本哈根大学尼尔斯·波耳研究所、华盛顿州立大学团队最近在一场名为“AT 2020neh”的潮汐破坏事件(tidal disruption event,TDE)中,发现了距地球百万光年外一个中等质量黑洞。

这一发现不仅表明科学家可以利用潮汐破坏事件在矮星系发现更多中等质量黑洞,还可以测出它们的质量,进一步解开超大质量黑洞的由来。

随着薇拉·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory)预计明年启动,扫描更深、更广的太空区域,天文学家相信它将在10年调查过程发现多达80,000个TDE事件,其中或许夹杂大量来自中等质量黑洞的杰作。

新论文发布在《自然天文学》期刊。

(首图为示意图,来源:NASA)