黑洞 研究表明，黑洞在吞噬物质时的演化方式与大小无关
2018年9月9日，天文学家发现了距离8.6亿光年远的星系的闪光。辐射源是一个超大质量的黑洞，大约是太阳质量的五千万倍。通常情况下，这颗引力巨子突然醒来，吞噬了一颗经过的恒星，这在极少数情况下被称为潮汐破坏事件。当恒星碎片掉向黑洞时，它以光的形式释放出大量能量。
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麻省理工学院，欧洲南方天文台和其他地方的研究人员使用多个望远镜监视着这一事件，标为AT2018fyk。令他们惊讶的是，他们观察到超大质量黑洞吞噬了恒星，它的性质类似于更小的恒星质量黑洞。
今天发表在《天体物理学杂志》上的结果表明，吸积或黑洞在吞噬物质时的演化方式与大小无关。
“我们已经证明，如果您看到了一个黑洞，那么从某种意义上来说，您已经看到了所有黑洞。” 麻省理工学院卡夫里天体物理与空间研究所的研究科学家Dheeraj“ DJ” Pasham说，“它们似乎都或多或少地做着同样的事情，像野兽一样不断的吞噬周围的物质而不断壮大。”
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恒星唤醒
当质量约为我们太阳的10倍的小质量恒星黑洞发出一束光时，通常是对伴随恒星的物质涌入的反应。辐射的爆发引发了黑洞周围区域的特定演化，从静止状态开始，随着将恒星物质拉入黑洞，黑洞过渡到由吸积盘主导的“软”相。随着物质流入量的下降，它再次过渡到“硬”相，在这里白热的日冕接管了这一过程。黑洞最终会重新稳定下来，整个吸积周期可能持续数周至数月。
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几十年来，物理学家已经观察到在多个恒星质量黑洞中这种特征性的积聚周期。但是对于超大质量黑洞，人们认为此过程将花费很长时间才能完全捕获，因为这些巨人通常是掠食者，以星系中部的气体为食。
“这一过程通常发生在数千年的超大质量黑洞中，”Pasham说，“人类迫不及待地想要捕获这样的东西。”
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【 黑洞|研究表明，黑洞在吞噬物质时的演化方式与大小无关】但是，当黑洞经历突然的大量物质流入时（例如，在潮汐破坏事件中），当恒星靠近得足以使黑洞将其撕成碎片时，整个过程会加速。
“在潮汐破坏事件中，一切都很突然，”Pasham说， “突然有大量的气体向您扑来，黑洞突然被唤醒，就像，'哇，有太多食物，让我吃，吃，吃直到它消失‘。 因此，它可以在很短的时间内体验到所有事物。这使我们能够探究人们在恒星质量黑洞中所知道的所有这些不同的增生阶段。”
超大质量循环
2018年9月，超新星全天候自动调查（ASASSN）收到了突然爆发的信号。科学家随后确定，爆发是由于涉及超大质量黑洞的潮汐破坏事件的结果，他们将其标记为TDE AT2018fyk。Pasham和他们的同事们在看到警报时都激动地跳了起来，并能够操纵多台望远镜，每台望远镜都经过训练以将紫外线和X射线光谱的不同波段映射到系统。
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该小组利用X射线空间望远镜XMM-牛顿和钱德拉X射线观测站，以及NICER、国际空间站上的X射线监测仪器和斯威夫特天文台以及澳大利亚的射电望远镜，在两年内收集了数据。
“我们在软状态捕获了黑洞，形成了吸积盘，大部分发射的都是紫外线，而在X射线中则很少，” Pasham说，“然后磁盘崩溃，黑洞日冕变得更坚固，现在在X射线中它变得非常明亮。最终没有太多的气体可依靠，整个发光度下降并回到无法检测的水平。”
研究人员估计，黑洞潮汐扰乱了一颗太阳大小的恒星。在这个过程中，它产生了一个巨大的吸积盘，大约120亿公里宽，并排放了估计为40,000开尔文或超过70,000华氏度的气体。随着磁盘变弱且亮度降低，紧凑，高能的X射线电晕在黑洞周围逐渐占据主导地位，随后逐渐消失。
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Pasham说：“人们已经知道这种周期是在恒星质量的黑洞中发生的，黑洞只有约10个太阳质量。现在，我们看到的这种现象的大小大约是500万倍。”
“未来最令人兴奋的前景是，这样的潮汐破坏事件将为非常接近超大质量黑洞（如吸积盘和日冕）的复杂结构的形成提供一个窗口。“欧洲南方天文台研究员、研究的主要作者托马斯·韦弗斯（Thomas Wevers）表示，“研究恒星毁灭后这些结构在极端环境中如何形成和相互作用，我们有望开始更好地理解控制它们存在的基本物理定律。”
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