比太陽亮10萬億倍的黑洞超級耀發(fā)事件！

在宇宙中，那些質(zhì)量最大的恒星在生命盡頭會產(chǎn)生耀眼的超新星爆發(fā)，隨后其核心坍縮成黑洞。但一項新發(fā)表于《自然·天文學(xué)》雜志的研究顯示，有一顆質(zhì)量至少為太陽30倍的巨型恒星，卻在命運的十字路口發(fā)生了“意外”：它尚未來得及完成超新星的華麗終章，便誤入了一個超大質(zhì)量黑洞的勢力范圍，然后被其撕裂、吞噬。

這一事件產(chǎn)生的黑洞耀發(fā)在短短數(shù)月內(nèi)迅速變亮了40倍。在最亮的時候，其亮度相當(dāng)于10萬億顆太陽發(fā)出的光芒。這是迄今為止觀測到的最強(qiáng)大且最遙遠(yuǎn)的黑洞耀發(fā)。

100億光年外的活動星系核

這次耀發(fā)是由一類被稱為活動星系核（AGN）的“進(jìn)食中的”超大質(zhì)量黑洞發(fā)出的。這個AGN編號為J2245+3743，質(zhì)量估計是太陽的5億倍。這一事件最早于2018年由茨威基暫現(xiàn)源設(shè)施（ZTF）首次發(fā)現(xiàn)，同時也被卡塔利娜實時暫現(xiàn)巡天項目（CRTS）捕捉到。當(dāng)時，天文學(xué)家并沒有意識到它是一次超級耀發(fā)。

在2018年被首次觀測后，研究人員利用帕洛瑪天文臺的200英寸海爾望遠(yuǎn)鏡獲取了其光譜，但當(dāng)時并未發(fā)現(xiàn)任何異常。直到2023年，研究人員注意到，這個黑洞在經(jīng)歷五年后依然異常明亮，換言之，該耀發(fā)的衰減速度比預(yù)期更慢。于是他們使用位于夏威夷的凱克天文臺進(jìn)行了更深入的觀測，結(jié)果顯示該天體位于約100億光年之外的遙遠(yuǎn)宇宙深處。

在如此遙遠(yuǎn)的距離上仍然如此明亮，這表明其噴射出的光束必定極為強(qiáng)烈。

最可能得解釋

能量學(xué)分析顯示，這個相距遙遠(yuǎn)又異常明亮的天體，與天文學(xué)家以往見過的任何AGN都不同。

為了找出原因，研究團(tuán)隊系統(tǒng)排查了各種可能性，比如，黑洞附近是否曾發(fā)生過超新星爆炸？又或者，這只是一場由光學(xué)效應(yīng)造成的“假象”——也就是說，引力對光線的彎曲放大了亮度？但研究人員發(fā)現(xiàn)，這兩種解釋都與觀測數(shù)據(jù)相不吻合。

最終，研究人員認(rèn)定，最有可能的解釋是——潮汐瓦解事件（TDE）：當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星過于接近超大質(zhì)量黑洞時，黑洞強(qiáng)大的引力將其撕裂，并在恒星逐漸螺旋式落向黑洞的過程中將其慢慢吞噬。

此外，由于J2245+3743的耀發(fā)至今仍為完全消退，這說明這顆恒星可能尚未被黑洞徹底吞噬——天文學(xué)家正在見證一顆恒星落入黑洞。

如果這種猜測屬實，那么據(jù)研究人員估算，這顆正在被黑洞吞噬的恒星質(zhì)量至少是太陽的30倍。

可能很常見

在迄今觀測到的約100起潮汐瓦解事件中，大多數(shù)并非發(fā)生在AGN環(huán)境中。AGN由超大質(zhì)量黑洞與其周圍巨大、旋轉(zhuǎn)的吸積盤組成，而AGN本身的“進(jìn)食活動”會產(chǎn)生耀斑，這往往會掩蓋潮汐瓦解事件信號，使其更難被發(fā)現(xiàn)。而J2245+3743這次“巨型耀發(fā)”規(guī)模太驚人，因此反而更容易被識別。

此前能量規(guī)模最大的一次疑似潮汐瓦解事件，是有著“恐怖芭比（Scary Barbie）”之稱的ZTF20abrbeie，但其能量遠(yuǎn)不及本次事件。那個TDE同樣被認(rèn)為發(fā)生在一個AGN中，但其亮度僅為J2245+3743的1/30，且被吞噬恒星的質(zhì)量估計僅為3到10個太陽質(zhì)量。

研究人員表示，在繼續(xù)跟蹤這顆恒星的“死亡過程”的同時，他們也想知道耀發(fā)是否會逐漸變暗，還是會在光照射到周圍氣體和塵埃時再次閃耀。此外，他們還認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)表明，類似事件很可能在宇宙中普遍發(fā)生。因此，未來的大規(guī)模天文巡天任務(wù)，將有望發(fā)現(xiàn)更多類似的“宇宙燈塔”。

#參考來源：

https://www.caltech.edu/about/news/black-hole-flare-is-biggest-and-most-distant-seen

https://www.nature.com/articles/d41586-025-03597-1

https://www.nature.com/articles/s41550-025-02699-0

#圖片來源：

封面圖&首圖：Caltech/R. Hurt (IPAC)