近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡稱“中國科大”）天文學(xué)系教授王挺貴帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)對黑洞潮汐撕裂恒星事件AT2023lli進(jìn)行了多波段高頻次監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)光學(xué)紫外光變曲線峰值之前出現(xiàn)了迄今為止最顯著的“鼓包”特征，并發(fā)現(xiàn)X射線呈現(xiàn)出“間歇性”輻射的特征。這些演化新特征為揭示此類事件的物理過程提供了重要線索。

一顆恒星偶然運(yùn)動到星系中心大質(zhì)量黑洞附近時(shí)，它會被黑洞強(qiáng)大的潮汐力所撕裂并被吸積，產(chǎn)生多波段電磁耀發(fā)，持續(xù)幾個(gè)月到幾年，這種現(xiàn)象稱作黑洞潮汐撕裂恒星事件（Tidal Disruption Event, TDE）。TDE發(fā)現(xiàn)后需要利用地面與空間望遠(yuǎn)鏡對其及時(shí)開展觀測，獲得測光和光譜演化信息，進(jìn)而推斷發(fā)生的主要物理過程及黑洞參數(shù)。

此次中國科大與紫金山天文臺去年剛剛建成的墨子巡天望遠(yuǎn)鏡（WFST）對這次事件進(jìn)行了持續(xù)觀測，并得到了演化后期的關(guān)鍵測光數(shù)據(jù)。

以往發(fā)現(xiàn)的TDE其光變曲線都呈現(xiàn)出較為光滑的“快上升，慢下降”的趨勢，但AT 2023lli卻顯然是個(gè)“異類”。光學(xué)監(jiān)測結(jié)果顯示它在光變上升的早期出現(xiàn)了一個(gè)很強(qiáng)的“鼓包”，該“鼓包”持續(xù)了近一個(gè)月，距離主峰的時(shí)間間隔長達(dá)兩個(gè)月之久，這是截至目前TDE中最為明顯且時(shí)間間隔最長的“鼓包”。

研究團(tuán)隊(duì)在通過對多波段光變曲線進(jìn)行分析之后認(rèn)為，如此奇特的光學(xué)“鼓包”很可能是恒星被撕裂后的碎片由于廣義相對論效應(yīng)而發(fā)生撞擊引起的。此外，雙星系統(tǒng)被黑洞撕裂也是一種可能，兩次撕裂過程分別產(chǎn)生了“鼓包”和主峰。

研究人員對X射線延遲于紫外光學(xué)輻射并出現(xiàn)“間歇性”輻射的現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。他們認(rèn)為，碎片流撞擊除了產(chǎn)生“鼓包”之外，還產(chǎn)生了外流拋射物，這些物質(zhì)把吸積盤內(nèi)區(qū)遮蔽，并吸收了軟X射線光子，通過再處理過程將其轉(zhuǎn)化成紫外光學(xué)輻射。由于遮蔽物質(zhì)分布不均勻，后期局部開始變得光學(xué)薄，使得X射線“泄漏”出來，又因?yàn)槲镔|(zhì)圍繞黑洞運(yùn)動，導(dǎo)致了“間歇性”特征。

本項(xiàng)研究說明多波段、高頻次采樣的光變曲線對于研究TDE物理非常重要。WFST在本次研究中充分體現(xiàn)了其靈敏度優(yōu)勢，提供了演化晚期高質(zhì)量的多色測光信息。

未來WFST高頻次深場的獨(dú)特巡天設(shè)計(jì)將同時(shí)利用WFST的大視場優(yōu)勢，并聯(lián)合今年1月剛發(fā)射成功的中國科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)衛(wèi)星愛因斯坦探針（Einstein Probe）等，有望在包括TDE在內(nèi)的暫現(xiàn)源研究方面取得重大發(fā)現(xiàn)。

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合肥通客戶端—合報(bào)全媒體記者 劉小容