宇宙黑洞图片（黑洞照片高清壁纸）

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据国外媒体报道，一项新的研究发现，无论大小，所有黑洞都会经历类似的吸积周期。2018年9月9日，天文学家发现了来自8.6亿光年外星系的闪光。源头是一个超大质量黑洞，质量约为太阳的5000万倍。通常情况下，这个巨大的黑洞会突然“醒来”，吞噬一颗过去的恒星。这种罕见的情况称为潮汐破坏事件。当恒星碎片落到黑洞时，它以光的形式释放出巨大的能量。

麻省理工学院、欧洲南方天文台和其他地方的研究人员使用多台望远镜观测了这一名为AT2018fyk的事件。令他们惊讶的是，他们观察到当超大质量黑洞吞噬恒星时，它表现出与较小的恒星质量黑洞相似的特征。

2021年5月17日发表在《天体物理学杂志》上的这一结果表明，吸积，或黑洞吞噬物质时的演化方式，与其大小无关。

“我们已经证明，如果你看到了黑洞，从某种意义上说，你已经看到了它们，”研究作者Dheeraj“DJ”Pasham说，他是Kavli天体物理研究所和麻省理工学院空的研究科学家。“当你向它们扔一个气体球时，它们似乎都在做或多或少相同的事情。就增长而言，它们是同样的野兽。”

这项研究的共同作者包括麻省理工学院首席研究科学家罗纳德·雷米拉德(Ronald Remillard)、前研究生阿尼鲁德·奇蒂(Anirudh Chiti)，以及来自欧洲南方天文台、剑桥大学、莱顿大学、纽约大学、马里兰大学、科廷大学、阿姆斯特丹大学和美国宇航局戈达德空飞行中心的研究人员。

星星的“觉醒”

当一个质量约为我们太阳10倍的小型恒星质量黑洞发出一阵光时，通常是对伴星物质涌入的反应。这种辐射的爆发引发了黑洞周围区域的特定演变。由于恒星物质被拉入黑洞，黑洞从静态过渡到由吸积盘主导的“软”阶段。随着物质流入量的减少，它又过渡到一个“硬”的阶段，白热化的日冕接管了它。最后黑洞回到稳定的静态，整个吸积周期可能会持续数周到数月。

几十年来，物理学家在许多恒星质量的黑洞中观察到了这种特有的吸积循环。但对于超大质量黑洞，人们认为这一过程需要太长时间才能被完全捕获，因为这些巨大的黑洞通常是“吞食者”，它们在星系的中心区域慢慢吞噬气体。

帕沙姆说:“在超大质量黑洞中，这个过程通常发生在数千年的时间尺度上。人类不可能等那么久才抓到这样的东西。”

然而，当黑洞经历突然而巨大的物质涌入时，整个过程就会加速。例如，在潮汐毁灭事件中，当恒星足够近时，黑洞会以潮汐的方式将其撕成碎片。

“在潮汐破坏的情况下，一切都是突然的，”帕沙姆说。“你突然有一大块气体扔向你，黑洞突然醒了。就像是，‘哇，有这么多食物——让我吃吧，直到它消失’。所以，它在很短的时间内经历了一切。这使我们能够探测到恒星质量黑洞中人们已知的所有这些不同的吸积阶段。”

超大质量黑洞的周期

2018年9月，全天空超新星自动观测系统(ASASSN)发现了一次突发耀斑的信号。科学家随后确定耀斑是涉及超大质量黑洞的潮汐破坏事件的结果，他们将其标记为2018fyk的TDE。Wevers，Pasham和他们的同事渴望得到这个警告，并能够引导多个望远镜，每个望远镜都经过训练，可以绘制不同波段的紫外线和X射线光谱，向这个系统移动。

该小组使用XMM- Newton 空望远镜和钱德拉X射线天文台，以及国际空站的X射线监测仪器和NICER，以及澳大利亚射电望远镜，在两年内收集数据。

“我们已经捕获了处于软态的黑洞，它的吸积盘正在形成。它的大部分发射是在紫外线下，只有少量的X射线，”Pasham说。“然后吸积盘塌了，日冕变强了，现在它的X射线很亮。最终，没有太多的气体可用，整体亮度下降到检测不到的水平。

研究人员估计黑洞潮汐摧毁了一颗和我们太阳差不多大的恒星。在这个过程中，它产生了一个直径约120亿公里的巨大吸积盘，并排散发出气体。他们估计这种气体的温度约为40000开尔文，或超过70000华氏度。随着吸积盘变得越来越弱，亮度越来越低，一个由致密高能X射线组成的日冕取代了黑洞周围的主导阶段，然后最终逐渐消失。

“人们已经知道这种循环发生在恒星质量的黑洞中，这些黑洞只有大约10个太阳质量。现在我们在比它大500万倍的东西身上看到了这一点，”帕沙姆说。

欧洲天文台的研究人员和主要作者托马斯·韦弗斯(Thomas Wevers)说:“未来最令人兴奋的前景是，这次潮汐破坏事件提供了一个窗口，可以看到非常接近超大质量黑洞的复杂结构的形成，如吸积盘和日冕。研究这些结构在恒星毁灭后的极端环境中是如何形成和相互作用的，我们希望开始更好地理解支配它们存在的基本物理规律。”

除了表明黑洞无论大小都以相同的方式经历吸积，这个结果只代表了科学家第二次从头到尾捕捉到了日冕的形成。

“日冕是一个非常神秘的实体。在超大质量黑洞的情况下，人们研究了已建立的日冕，但不知道它们是何时或如何形成的，”Pasham说。“我们已经证明，你可以用潮汐破坏事件来捕捉日冕的形成。我很高兴在未来利用这些事件来弄清楚日冕到底是什么。”

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