超大质量黑洞和潮汐破裂事件中强光的起源被揭示

汪雨甘捍

一颗正在被超大质量黑洞分裂的恒星。当恒星游荡经过超大质量黑洞时，黑洞的潮汐场将恒星撕裂。恒星的一半被抛向无限远，另一半落回黑洞。图片显示了斯坦伯格和斯通进行的模拟结果，显示了下落一半的密度（蓝绿色）以及冲击产生的热量（白红色）。作者:Elad Steinberg

（）据耶路撒冷希伯来大学：在理解涉及超大质量黑洞的潮汐破裂事件（TDEs）方面已经发现了一项重大突破。新的模拟有史以来第一次准确地复制了TDE从恒星破裂到产生耀斑的峰值光度的整个序列。

这项研究现已发表在《自然》杂志上，揭示了TDEs中一种以前未知的冲击波类型，解决了关于这些事件中最亮阶段的能量来源的长期争论。它证实了冲击耗散为TDE耀斑最明亮的几周提供了动力，为未来的研究打开了大门，这些研究将利用TDE观测作为一种手段来测量黑洞的基本特性，并有可能在极端重力环境下测试爱因斯坦的预测。

超大质量黑洞的奥秘长期以来一直吸引着天文学家，让他们得以一窥我们宇宙的最深处。由希伯来大学Racah物理研究所的Elad Steinberg博士和Nicholas C. Stone博士领导的这项研究为这些神秘的宇宙实体提供了新的线索。

超大质量黑洞的质量从几百万到几十亿倍于我们的太阳，尽管它们在塑造星系方面发挥着关键作用，但仍然难以捉摸。它们的极端引力扭曲了时空，创造了一个挑战传统理解的环境，给观测天文学家带来了挑战。

进入TDEs，这是一种戏剧性的现象，当命运多舛的恒星冒险过于接近黑洞的事件视界时，就会被撕裂成稀薄的等离子体流。当等离子体返回黑洞时，一系列冲击波使其升温，导致异常的亮度显示——这种耀斑超过了整个星系几周甚至几个月的总亮度。

斯坦伯格和斯通进行的这项研究代表了对这些宇宙事件理解的重大飞跃。他们的模拟首次重现了一个真实的TDE，捕捉到了从最初的恒星破裂到随后的发光耀斑峰值的完整序列，这一切都是由希伯来大学斯坦伯格开发的辐射流体动力学模拟软件实现的。

这项研究发现了TDEs中一种以前未探索过的冲击波类型，揭示了这些事件以比以前理解的更快的速度消耗能量。通过澄清这一方面，这项研究解决了一个长期的理论争论，证实了TDE耀斑最明亮的阶段是由激波耗散提供的——这一发现为观测天文学家的全面探索奠定了基础。

这些发现为将TDE观测转化为对黑洞关键特性的精确测量铺平了道路，包括质量和自旋。此外，这些宇宙事件可以作为在极端重力环境下验证爱因斯坦预测的试金石。

斯坦伯格和斯通的研究不仅揭示了TDEs的复杂动力学，还为我们探索理解超大质量黑洞的基本运作开辟了新的篇章。他们的模拟标志着向利用这些天体事件作为破译潜藏在星系中心的宇宙奥秘的宝贵工具迈出了关键一步。