黑洞如何撕碎恒星
参考消息网2月28日报道据美国《新闻周刊》网站1月30日报道，科学家们在太空中发现了一些新的黑洞，它们吞噬着没有戒心的恒星。
发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究显示，麻省理工学院的科学家发现了18个新的潮汐瓦解事件（TDE），即恒星被黑洞撕碎时释放出巨大能量的过程。
这一发现使已知TDE数量增加了一倍多，其中包括迄今为止发现的距离我们最近的TDE。
黑洞是密度极大的天体，它的引力非常强，以至于在越过一个被称为“事件视界”的点后连光都无法逃脱其引力。它们是由巨大的恒星发生坍缩——即所有恒星质量都落入其核心之后——形成的。
美国国家航空航天局发布的一个名为2MASX J02301709+2836050的星系中的超大质量黑洞和一颗围绕它运行的恒星的照片。（路透社资料图片）
澳大利亚科廷大学射电天文学研究所的天体物理学家兼执行主任史蒂文·廷盖告诉《新闻周刊》的记者：“黑洞可能很小，质量接近太阳，或者为中等质量（就像刚刚发现的那个），或者非常大，是太阳质量的数百万或数十亿倍。这些巨大的黑洞出现在星系的中心。在我们银河系的中心就有一个。”
他说：“我们可以探测到黑洞，因为它们会将附近的物质拖入它们之中，将其撕裂，从而释放出辐射，这样我们可以观察并推断它们的存在。”
当一颗恒星落入黑洞的事件视界并被黑洞缓慢吞噬时，就会发生潮汐瓦解事件。这时，随着恒星死亡，会以电磁辐射的形式释放出巨大的能量。
作者们解释说，在这一发现之前，这些TDE一直隐藏着，因为它们潜伏在不寻常的电磁光带中。TDE通常是通过它们释放出的大量X射线辐射而被探测到的，但它们也会释放大量的红外热辐射。在被尘埃淹没的星系中，X射线可能被尘埃云掩盖，但当尘埃吸收这些X射线时，它会加热到大约1000开氏度（约合727摄氏度），产生红外辐射。这随后可以被地球上的科学家探测到。18个新的TDE就是这样被发现的。
研究论文的作者、麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究所的研究生梅甘·马斯特森在一份声明中说：“这些来源中的大多数都不会出现在可见光波段中。如果想从整体上理解TDE，并利用它们来探究超大质量黑洞群体，你需要研究红外波段。”
在论文中，作者们描述了他们如何使用NEOWISE收集的观测数据。NEOWISE是美国航空航天局2009年发射的广域红外线巡天探测卫星的新形式。他们使用一种算法从6亿光年范围内识别出红外发射模式，从而发现了这18个新的TDE。它们散布在大约1000个星系中。
马斯特森说：“如果仰望天空，看到一堆星系，TDE会在所有星系中出现。它们不像人们仅仅基于可见光和X射线搜索所认为的那样只发生在一种类型的星系中。”
尘埃也可能帮助造成了“能量缺失”问题，因为科学家认为TDE辐射出的能量比观测到的更多。如果尘埃也吸收了TDE的紫外线辐射，这就可以补足辐射能量方面的差异了。
哈佛大学的天文学教授埃多·伯杰没有参与这项研究。他在声明中说：“现在有可能透过尘埃完成对附近TDE的普查。这项工作一个特别令人兴奋的方面在于通过大规模红外线巡天进行的后续研究的可能性。我将很高兴看到它们会带来什么发现。”
这些新发现也帮助科学家更多地了解TDE到底是什么，以及它们发生在哪里。先前的TDE只在一种罕见的星系中被发现。
因此，到目前为止，TDE只在这些罕见的星系中被观测到的原因可以确定为，这些星系相对来说是无尘的，这使得通过X射线较容易探测到TDE。
现在，利用红外光，可以在宇宙各处更多的星系中发现TDE。这意味着，很多星系可能拥有将恒星撕成碎片的黑洞。作者们估计，一个星系大约每5万年就会出现一次TDE。
麻省理工学院物理学助理教授埃琳·卡拉在声明中说：“人们对这些谜题提出了一些非常奇特的解决方案。现在我们已经到了可以解决所有这些问题的时候。”