在这幅图中，热气盘围绕着黑洞旋转。向右延伸的气体流是被黑洞拉开的恒星的残骸。黑洞上方的热等离子体云(被剥离电子的气体原子)被称为日冕。

最近对黑洞吞噬一颗流浪恒星的观测可能有助于科学家理解更复杂的黑洞进食行为

NASA宇航局的多架望远镜最近观测到一个巨大的黑洞正在撕裂一颗离得太近的不幸恒星。它位于另一个星系的中心，距离地球约2.5亿光年，是迄今为止观测到的第五近的黑洞毁灭恒星的例子。

一旦恒星被黑洞的引力彻底撕裂，天文学家就会看到黑洞周围的高能x射线光急剧上升。这表明，当恒星物质被拉向它的末日时，它在黑洞上方形成了一个非常热的结构，称为日冕。根据发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究，美国宇航局的核光谱望远镜阵列(NuSTAR)卫星是能够观测这些波长的光的最敏感的太空望远镜，这次事件的接近提供了前所未有的日冕形成和演变的视角。

这项工作展示了黑洞对恒星的破坏——一个正式被称为潮汐破坏事件的过程——可以用来更好地理解被这些庞然大物之一捕获的物质在被完全吞噬之前发生了什么。

科学家可以研究的大多数黑洞都被多年(有时是数千年)积累的热气体所包围，形成了数十亿英里宽的圆盘。在某些情况下，这些圆盘比整个星系都亮。即使在这些明亮的光源周围，尤其是在不那么活跃的黑洞周围，一颗被撕裂和消耗的恒星也会引人注目。从开始到结束，这个过程通常只需要几周或几个月的时间。潮汐破坏事件的可观测性和持续时间短使它们对天文学家特别有吸引力，他们可以弄清楚黑洞的引力如何操纵它周围的物质，创造出令人难以置信的灯光秀和新的物理特征。

“潮汐破坏事件是一种宇宙实验室，”该研究的合著者、巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家苏维·格扎里说。“它们是我们实时了解潜伏在星系中心的巨大黑洞的窗口。”


当一颗恒星离黑洞太近时，强烈的引力会将恒星拉伸，直到它变成一条热气的长河，如图所示。然后，气体围绕黑洞旋转，逐渐被拉入轨道，形成一个明亮的圆盘。

令人惊讶的信号

这项新研究的重点是一个被称为AT2021ehb的事件，它发生在一个星系中，其中心黑洞的质量约为我们太阳的1000万倍(大约是保龄球和泰坦尼克号的区别)。在这场潮汐破坏事件中，离黑洞最近的恒星一侧比远端的引力更大，将整个恒星拉伸开来，只留下一长条状的热气。

科学家们认为，在这种情况下，气体流会绕着黑洞旋转，与自身相撞。这被认为会产生激波和气体向外流动，从而产生可见光，以及人眼看不到的波长，如紫外线和x射线。然后，物质开始进入一个围绕黑洞旋转的圆盘，就像水绕排水口旋转一样，摩擦产生低能x射线。以AT2021ehb为例，这一系列事件发生在短短100天内。

位于南加州帕洛马天文台的兹威基瞬态设施(ZTF)于2021年3月1日首次发现了该事件。随后，美国宇航局的尼尔·格里尔斯·斯威夫特天文台和中子星内部成分探测器(NICER)望远镜(它观测到的x射线波长比斯威夫特更长)对它进行了研究。

然后，在该事件首次被发现约300天后，美国宇航局的核星开始观测该系统。当核星探测到日冕时，科学家们感到很惊讶，因为日冕通常伴随着从黑洞向相反方向流动的气体射流。日冕是一种热等离子体云，或被剥离电子的气体原子云。然而，在AT2021ehb潮汐事件中，没有射流，这使得日冕观测出乎意料。日冕比黑洞的其他部分发射出更高能量的x射线，但科学家不知道等离子体来自哪里，也不知道它是如何变得如此热的。

这项新研究的主要作者、加州理工学院帕萨迪纳分校的研究生Yuhan Yao说:“我们从来没有见过这样的x射线发射潮汐破坏事件，没有射流存在，这真的很壮观，因为这意味着我们有可能解开射流和日冕的原因。”“我们对AT2021ehb的观察与磁场与日冕形成方式有关的观点是一致的，我们想知道是什么导致磁场变得如此强大。”

Yuhan Yao还领导了一项努力，寻找更多由ZTF确定的潮汐破坏事件，然后用Swift、NICER和NuSTAR等望远镜观测它们。每一次新的观测都提供了新的见解或机会，以确认在AT2021ehb和其他潮汐破坏事件中观察到的情况。Yuhan Yao说:“我们希望能找到尽可能多的人。”

关于更多任务

NuSTAR是加州理工学院领导的小型探索任务，由位于南加州的NASA喷气推进实验室为该机构位于华盛顿的科学任务理事会管理，与丹麦技术大学和意大利航天局(ASI)合作开发。该航天器由弗吉尼亚州杜勒斯的轨道科学公司建造。核星的任务操作中心位于加州大学伯克利分校，官方数据档案位于美国宇航局戈达德太空飞行中心的高能天体物理科学档案研究中心。ASI提供了该任务的地面站和镜像数据存档。加州理工学院为NASA管理喷气推进实验室。