J221951-484240：天文学家见证黑洞的能量转换

这幅插图描绘了一颗恒星(在前景中)在“潮汐破裂事件”中被超大质量黑洞(在背景中)吸入时经历的分离过程。在一项新的研究中，在ESO的超大型望远镜和ESO的新技术望远镜的帮助下，一组天文学家发现，当黑洞吞噬一颗恒星时，它可以向外发射强大的物质爆炸。信贷:ESO/M. Kornmesser，归因(CC BY 4.0)

（神秘的地球uux.cn）据皇家天文学会：由伯明翰大学、伦敦大学学院和贝尔法斯特女王大学的研究人员领导的一个天文学家小组发现了一个有史以来最引人注目的黑洞“开关”。他们将于7月4日星期二在加的夫举行的2023年国家天文学会议上展示他们的发现。这项工作也将发表在皇家天文学会的月刊上。

J221951-484240，被称为J221951，是有史以来记录的最明亮的瞬变之一——在短时间内改变亮度的天体物理物体。它是由伯明翰大学的天文学家萨曼莎·奥茨博士和她的团队在2019年9月搜索引力波事件的电磁波时发现的。该小组使用尼尔·格里尔斯·斯威夫特天文台上的紫外线和光学望远镜寻找基洛诺瓦，这是中子星与另一颗中子星或黑洞合并的迹象。一颗千新星通常呈现蓝色，然后在几天的时间尺度内逐渐变淡，颜色变得更红。他们发现了更不寻常的东西:J221951。瞬变看起来是蓝色的，但不像基洛诺娃那样变色或迅速褪色。

多个望远镜被用于跟踪J221951并确定其性质，包括美国宇航局的Swift/UVOT和哈勃太空望远镜、南非大型望远镜以及ESO设施，如甚大望远镜和拉西拉天文台MPG/ESO 2.2米望远镜上的GROND仪器。

哈勃太空望远镜拍摄的J221951的光谱排除了J221951与引力波事件的联系。通过检查J221951的光谱，奥茨博士和她的团队能够确定该源距离我们大约100亿光年，而不是在不到5亿光年的地方检测到的引力波信号。事实上，它在如此大的距离上发出如此明亮的光，使得J221951成为有史以来探测到的最明亮的瞬变之一。

证据表明，J221951的存在是超大质量黑洞快速吞噬周围物质的结果。在探测到J221951之前，在J221951的位置观察到一个红色星系，j 221951的位置与星系的中心一致，那里自然会存在一个巨大的黑洞。它开始非常突然地发光——在最初发现之前大约10个月——这意味着黑洞在安静了一段时间后开始非常迅速地进食。紫外光谱显示了吸收特征，这与被巨大能量释放向外推动的物质相一致。这一点，加上它巨大的亮度，使得它成为有史以来最引人注目的黑洞“开关”之一。

该团队已经确定了两种可能的机制，可以解释超大质量黑洞的这种极端喂养。首先，它可能是由潮汐破裂事件引起的——当恒星靠近其星系中心的超大质量黑洞时发生的破裂。第二种说法是，它可能是由一个活跃的星系核从休眠状态“改变状态”到活跃状态而产生的。J221951将是一个信号，表明主星系中心的休眠黑洞已经开始从吸积盘中吸取物质。

来自贝尔法斯特女王大学的团队成员马特·尼科尔博士说:“近年来，随着恒星被撕裂和吸积具有巨大变化亮度的黑洞的发现，我们对超大质量黑洞可以做的不同事情的理解大大扩展。”他补充道，“J221951是迄今为止最极端的黑洞让我们大吃一惊的例子之一。继续监测J221951以计算出总的能量释放可能会让我们知道这是一个快速旋转的黑洞对恒星的潮汐干扰，还是一种新的AGN开关”。

来自伦敦大学学院Mullard空间科学实验室的团队另一名成员N. Paul Kuin博士说:“关键的发现是当哈勃望远镜的紫外光谱排除了星系起源。这表明保持未来的天基紫外摄谱仪能力是多么重要。”

萨曼莎·奥茨博士补充说，“未来我们将能够获得重要的线索，帮助区分潮汐中断事件和活跃的星系核场景。例如，如果J221951与AGN的开启有关，我们可能会期望它停止褪色并再次增加亮度，而如果J221951是一个潮汐中断事件，我们会期望它继续褪色。在接下来的几个月到几年中，我们需要继续监控J221951，以捕捉它的后期行为。”