中國天文學家發現超大雙黑洞潮汐重力瓦解恆星事件

安徽師範大學、中國科學院國家天文台、中國科學技術大學、廣州大學、中國科學院上海天文台、中山大學以及北京大學的科研人員組成的研究團隊，在一個河外星系中發現了一對互相繞轉的超大質量雙黑洞吞噬恆星的罕見天文現象。這是天文學家到目前今為止在正常星系中發現的第二例超大質量雙黑洞繞轉系統。

黑洞是宇宙中極其緻密的天體，以至於進入其事件視界的所有物質包括光線都無法逃脫。目前普遍認為，幾乎在每一個大質量星系的中心都存在一個超大質量黑洞。

根據現有等級成團星系演化理論，宇宙中應存在大量的超大質量雙黑洞系統。然而，即便是經過了三十多年的研究，天文學家僅在少數幾個活動星系中找到了超大質量雙黑洞。如何尋找和探測超大質量雙黑洞系統是當今物理學和天文學最重要的問題之一。

當一顆恆星運動到太靠近黑洞的位置時，會被黑洞產生的強大潮汐重力撕裂瓦解，進而被黑洞吞噬，同時釋放出短暫的劇烈電磁波輻射，稱為黑洞潮汐撕裂恆星事件。因此，可以通過探測星系中心的X-射線或紫外光學閃耀訊號，來窺視黑洞如何影響周圍物質的行為。

理論計算顯示，當一顆恆星被互相繞轉的超大質量雙黑洞系統中的一個黑洞潮汐撕裂，進而被它吞噬，會產生X射線閃耀；另一個黑洞的重力會間歇性阻斷被瓦解的恆星碎片被前一個黑洞吞噬，導致X射線閃耀急劇變暗進而恢復亮度。

該研究團隊通過分析美國太空總署雨燕衛星（Neil Gehrels Swift Observatory）和歐洲太空總署X射線多鏡牛頓（X-ray Multi-Mirror Newton）衛星觀測資料，在一個約二十六億光年之外的星系中成功發現了理論預言的這一現象（急劇變暗和可重複的X射線閃耀現象），給出雙黑洞吞噬恆星的強烈觀測證據。

這是繼北京大學劉富坤團隊發現首例雙黑洞吞噬恆星事件後，天文學家發現的第二例此類罕見天文現象，對揭開正常星系中休眠雙黑洞的分佈、建立黑洞潮汐撕裂恆星的全景演化圖像、檢驗現有的重力理論、以及為下一代重力波探測器提供有效波源具有重要意義。

【圖：歐洲太空總署；文：節錄自安徽大學網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在2020年11月18日出版的《自然-通讯》期刊