破碎的恒星揭示了一个远离其星系中心的巨大黑洞

TDE 2023mfm场在光学、紫外和射电光中的视角。左图：哈勃望远镜（哈勃望远镜/WFC3）两种滤镜拍摄的图像，分别是F225W（蓝色）和F625W（黄色）。右上角：超大阵列（VLA）在6 GHz频段拍摄的射电图像，拍摄于TDE无线电发射启动前，使用望远镜的B配置。右下角：发射后同一无线电频段开启，采用A配置。菱形标记星系核，恒星标记TDE，位置取自HST F625W图像。图片来源：Itai Sfaradi 等，arXiv（2026）。土井：https://doi.org/10.48550/arXiv.2609.35998

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（Shreejaya Karantha）：天文学家发现一颗恒星正被一个巨大的黑洞撕裂，距离其宿主星系中心超过1000秒差距。潮汐扰动事件TDE 2023mfm最初由ZTF发现，随后被包括Keck望远镜、利克望远镜、哈勃望远镜、迅捷望远镜、钱德拉望远镜、XMM-牛顿望远镜和VLA等多种望远镜研究。该发现论文于9月28日发布至arXiv预印本服务器。

大质量黑洞通常潜伏在大质量星系的中心。最近，发现了一批“游荡”黑洞，这些黑洞存在于远离银河系中心的地方。由于引力波反冲、弹弓抛射、星系合并过程中轨道衰变停滞以及长寿命的质量黑洞双星或三重星，它们可能会落入偏中心区域。

在星系中心外发现大质量黑洞有助于天文学家理解较少被探索的中质量黑洞和大质量黑洞的数量和演化。但它们很难找到，因为它们没有主动进食，所以不产生稳定且可探测的信号。

但有时，靠近黑洞的恒星会在潮汐扰动事件（TDE）中被撕裂，这会导致碎片流。这导致不同波长的明亮闪光，揭示了游荡黑洞的位置。

在加州大学的伊泰·斯法拉迪领导的这项研究中，研究人员展示了其中一次潮汐干扰事件TDE 2023mfm，该事件通过光学和紫外光度测量分析，使用兹威基瞬变设施（ZTF）、哈勃太空望远镜（HST）和斯威夫特UVOT进行分析。此外，他们还使用了Keck和Lick天文台的光学光谱学，Chandra和XMM-Newton的X射线观测，以及使用超大阵列的多频射电观测。

光学光变率在30天内达到峰值，随后在100天内缓慢下降。它们符合光谱能量分布（SED），该分布显示光源的光如何在不同波长间传播。

利用光学和紫外波段的分布，他们推断出温度约为20,000开尔文，且在峰值后持续了一个多月。该事件发生在距离银河中心1.08千秒差距（约3,500光年）处。

团队未发现TDE本身有任何X射线发射。探测到一个微弱的X射线源，但很可能来自星系核，而非TDE。

潮汐扰动事件中，初期缺乏X射线发射很常见，但后期未被探测的情况则较少见。大约40%的光学望远镜发现的TDE在X射线亮度较晚时才变亮。不过，他们表示这“并非前所未有”，因为一些光学选择的TDE在干扰事件发生后多年内可能保持非常微弱。

其亮度和时间类似于常见的TDEs，并且在峰值亮度、持续时间和宿主星系大小上与另一个偏中心事件TDE 2024tvd非常接近。他们探测到一条清晰的宽氢谱线，将其归类为TDE-H，该类别的光谱仅显示氢发射线。结合其蓝色、持续高温和偏心位置，这支持了其作为真正TDE的身份。

"...宿主减去光学光谱中明显的宽氢线，以及ZTF警报和多张高分辨率光学、紫外和射电图像中观察到的离核位置，我们得出结论，TDE 2023mfm是一个非核TDE-H。”

他们用三种方法估算黑洞的质量，大约是太阳质量的100万到1000万倍。他们写道：“这与许多已知的TDE相似。”

研究人员探讨了黑洞如何最终出现在该位置的各种情景。

它可能是小星系的残余，可能与宿主星系碰撞。研究人员解释说，银河系没有近期重大合并的迹象，但不能排除小规模合并的可能性。一小团恒星——大约1000万到1亿个太阳质量——位于黑洞所在位置，但由于质量太轻，黑洞的质量不适合，因此这个小星系必然被大量剥夺了恒星。

研究人员解释第二种情景：“该系统的另一种可能起源是，偏移MBH因引力波反冲而从三重MBH系统中被抛射出来。”

当三个黑洞相互作用时，其中一个被引力波反冲抛出系统。研究人员估计这可能占TDE的约1%，因此已知约250个光学TDE中，从数字上看，其中一个案例是合理的。

另一种可能是两个黑洞合并，它们发出的引力波将合并后的黑洞踢出银河系中心，留下一个黑洞在星系核外。

这两个观点都被排除，原因相同：星系中心明显存在自己的黑洞，这一点由一个微弱的活跃星系核（AGN）所显示。因此，银河系有两个黑洞，这使得小合并的情景变得合理。

研究人员写道：“而无线电发射则讲述了不同的故事。”射电望远镜从TDE 2023mfm开始未观测到任何信号，直到大约991天（约2.7年）出现微弱信号，之后信号变化缓慢。

TDE 2023mfm在可见光和紫外光下看起来与其偏中心的TDE 2024tvd非常相似，但其无线电表现截然不同：微弱、迟钝且缓慢演变。这是否源于缺失的早期排放、周围气体环境的变化，还是视角，仍是一个悬而未决的问题。进一步的无线电观测可能有助于确定它。

他们指出：“如果还检测到非核TDE的无线电发射，这可以确认非核MBH的存在，并精确测量两MBH之间的差距。”

Itai Sfaradi 等，《晚期发现的非核潮汐扰动事件：TDE 2023mfm 案例》，arXiv（2026）。DOI：10.48550/arxiv.2609.35998