中國天文學家首次發現黑洞潮汐撕裂恆星事件中鐵發射線的遲滯效應

中國科學技術大學天文學系王挺貴教授團隊首次探測到黑洞潮汐撕裂恆星事件中光學鐵發射線的遲滯效應。

星系中心普遍存在超大質量黑洞，當它處於高速吸積增長階段，就表現為活動星系核。多成分混合的鐵發射線是活動星系核紫外和光學光譜最重要的特徵之一。然而，由於鐵發射線能級的複雜性，到目前為止人們對於鐵發射線的產生機制和區域都不清楚，嚴重限制了人們對活動星系核的理解。

近些年時域巡天還發現了一批區別於活動星系核的黑洞暫現吸積事件，稱作黑洞潮汐撕裂恆星事件。在活動星系核中如果發生黑洞潮汐撕裂恆星事件，黑洞吸積率會比一般活動星系核有劇烈的變化，從而提供了一個極佳的機會研究發射線對中心輻射的響應，來了解活動星系核的結構。研究團隊前期的工作中探測到了超強的塵埃環紅外迴響的訊號，且早期階段伴隨塵埃昇華過程，由此猜測塵埃中的鐵元素釋放進入氣態，進而產生了觀測到的增強的鐵發射線輻射。

研究團隊首次發現，在相同的中心光度下，爆發後的鐵發射線強度高於爆發前，顯示爆發過程中產生鐵的氣體量確實增加了。當中心光度衰減到爆發前水平時，鐵發射線的強度並沒有回到爆發前的水平，而是高於爆發前，這是一種遲滯效應。這種效應在很多領域都常見，例如在鐵磁體，鐵電材料，橡膠管的變形，形狀記憶合金中均可以見到。但這種效應第一次在活動星系核中發現，可以解釋為黑洞潮汐撕裂恆星事件中鐵發射線起源於剛剛從塵埃昇華而來的氣體。

這項研究對於理解黑洞吸積系統具有重要研究價值。中國科學技術大學與紫金山天文台共建的大視場巡天望遠鏡預計會發現大量的此類事件，將有力推動這一領域的發展。

【圖：互聯網；文：節錄自中國科學技術大學2021年2月18日新聞公佈；新聞訊息由林景明提供】