科学家首次发现黑洞吃恒星的优雅姿势：撕成“意大利面”再吃
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作者 | 琰琰
“黑洞强大的潮汐力将恒星撕碎，然后像吃“意大利面”一样将其一点点吞噬。”
在浩瀚的宇宙中，黑洞是最为神秘也最为神奇的存在。这个曾经只存在于理论中的天体，体积很小，引力却极大，它如同一个宇宙的“深渊巨口”，吞噬着这周围的一切，连恒星也不例外。
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图注：人类历史上第一张黑洞照片
黑洞吞噬恒星，在天文学上被称为“潮汐破坏事件”（Tidal Disruption Event），简称TDE。
近日，来自荷兰空间研究所（SRON）和荷兰拉德布德大学（Radboud University）的研究团队在一场潮汐破坏事件中，首次发现了黑洞吞噬恒星的新证据，即包裹在黑洞周围来自恒星的物质细丝。
这项研究的论文名为“Accretion disc cooling and narrow absorption lines in the tidal disruption event AT?2019dsg”，目前已经被《皇家天文学会月刊》收录。
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论文地址：https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/504/1/792/6185055
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黑洞吞噬恒星
“潮汐破坏事件”是一种罕见的天文现象，每个星系大约十万年才会发生一次。这是因为天体运动相对稳定，一旦被黑洞引力吸引，它会优先按照惯性围绕黑洞进行公转。直到距离黑洞很近很近时，才会发生吞噬现象。
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最近的一次潮汐破坏事件发生在2019年9月，科学家们将其命名为AT2019qiz。正是基于这次潮汐事件，来自SRON和Radboud 大学的研究团队发现了黑洞吞噬地球的有力证据。
所谓潮汐力，其本质来自于黑洞的引力。我们知道，两个物体之间的引力和二者之间的距离有关。我们上学时计算引力，通常会把物体想象成一个质点，但是在黑洞中，情况就不一样了。由于体积庞大，恒星在被吞噬过程中会引起“受力不均”，越是靠近黑洞的地方引力越大，反之引力稍小。由于不同位置所引起的引力差就是潮汐力。
这也是月球能够带给地球潮汐力的原因。
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在AT2019dsg事件中，被吞噬的恒星质量相当于一个太阳，而黑洞的质量大约是太阳的100万倍（银河系中最大黑洞为400万个太阳质量)，两者之间悬殊的质量差距造成了这次罕见的天文现象。
黑洞吞噬恒星的过程十分壮观。由于潮汐力的存在，黑洞会把恒星会从一个球形状撕扯成一条条极细极长的形状，这个过程被科学家戏称为“面条化(Spaghettification)”。
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在吞噬的过程中，物质碎片之间相互摩擦会产生极高的热量，并发射出耀眼的光线，其亮度甚至会超过了整个星系，这个过程大约会持续几个月。
伴随着光线发射，黑洞还会释放出大量高能电磁波，来自英国伯明翰大学的天文学家Samantha Oates在研究AT2019dsg事件时曾说：“我们发现，黑洞在吞噬一颗恒星的时候，还会向外喷射出大量的高能爆炸物，它们会阻碍我们的观测。”
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后来证实，这些高能爆炸物也就是X射线和伽马射线。其实早在2011年，天文学家就发现了该现象，他们在观察天龙星座时发现该区域释放出大量的伽马射线。同时，一颗恒星也在该星系中彻底消失。之后，科学家们便将这种罕见的高能辐射现象视为潮汐事件的信号。
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科学家首次发现光谱吸收线
几十年来，尽管天文学家看到了黑洞吞噬时爆发的电磁辐射，但从未见过实际物质细线的轮廓。直到近日，来自SRON 和 Radboud大学的科学家们终于捕获了黑洞吞噬天体的有力证据——他们发现了被“面条化”的恒星发出的光谱吸收线。
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吸收线（Absorption lines）是由辐射源（本文辐射源为黑洞）发射的电磁辐射连续光谱中检测到的不寻常的暗线（Dark lines）。当吸收部分电磁辐射的物质（也就是被撕裂的恒星的物质）遮住辐射源时，就会出现这些线。
研究人员表示，他们在观察黑洞的旋转极（rotational pole）时发现了这些光谱吸收线，而且基本可以认定它们来自被吞噬的恒星。论文中写道，这一观察结果表明，黑洞周围有一股被多次包裹的物质，就像一个纱球。这种物质很可能是被撕裂的恒星，因为它在黑洞内部消失之前围绕黑洞运行。
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