【菜科解读】

潮汐破坏事件的一个例子，其中一颗恒星被黑洞吞噬。

（图片来源：uux.cn/ESA/C.C.Carreau）

（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（Robert Lea）：天文学家在距离我们约90亿光年的地方发现了一个正在进行史诗般恒星盛宴的黑洞。

这个超大质量黑洞的质量大约是太阳的1000万倍，它被视为粉碎了一颗质量大约是我们恒星九倍的恒星，并吃掉了它的恒星残骸。

这是有史以来在这些血腥的“潮汐破坏事件”或“TDE”中被摧毁的最大恒星

作为背景，这颗TDE中的恒星（命名为AT2023vto）的质量是天文学家所见过的第二大恒星体黑洞毁灭的五倍。

因此，AT2023vto是天文学家迄今为止探测到的最大、最亮的TDE。

俄勒冈大学的团队成员Yvette Cendes告诉Space.com：“真正使TDE AT2023vto与其他TDE区别开来的是，它非常非常明亮。

它距离我们90亿光年，并且会发生变化。

这是非常遥远的，但它非常明亮，即使在那么远的距离也能看到。

通常，我们看到的TDE离我们更近。

”

需要明确的是，这不是有史以来最遥远的TDE。

使这种TDE更进一步（因此更早）的区别在于，它们以接近光速的速度喷出物质射流。

这使得它们非常明亮，在很远的地方更容易被发现。

TDE AT2023vto与其他99%类似，因为它没有所谓的相对论性喷流——至少目前还没有。

Cendes补充道：“这是迄今为止所见的非相对论TDE中最远的一类。

这是肯定的。

”。

“研究这一点对于了解当更多的质量被抛到黑洞上时会发生什么非常重要。

”

史诗般的用餐时间

当一颗不幸的恒星的轨迹使其过于靠近超大质量黑洞时，就会发生TDE。

黑洞的巨大引力在恒星内部产生强大的潮汐力（因此称为“潮汐破坏事件”），同时水平挤压恒星，垂直拉伸恒星。

这将明星吸引到一长串“等离子意大利面”中，这是一个血腥的过程，被生动地称为“意大利面化”

Cendes解释说：“TDE很有趣，因为它们基本上是一个独特的物理实验室，在那里你可以测试在地球上无法测试的东西。

”。

“毕竟，我们不能仅仅在地球上创造黑洞并向其投掷东西。

研究TDE之间的差异总是非常令人兴奋和有趣的。

”

实际的TDE事件只持续了几个小时，黑洞只吞噬了被摧毁恒星的一小部分。

Cendes说：“当TDE发生时，实际上只有很少的恒星质量落入黑洞本身。

”。

“大约一半的质量刚刚被发射到这个漫长的向外轨道上，再也没有回来。

剩下的大约一半质量在黑洞周围形成了一个吸积盘。

”

因此，TDE中涉及的超大质量黑洞突然从偶尔吃一点气体或尘埃，因此非常安静，变成了坐在一个非常混乱、繁忙和明亮的环境的中心，这使得这些宇宙泰坦可以从很远的地方看到。

Cendes指出，虽然我们不能完全确定AT2023vto中心超大质量黑洞的饮食，但它的饮食习惯肯定足够稀疏，以至于从90亿光年外以前无法看到它周围的区域。

一幅插图显示了黑洞在潮汐破坏事件中粉碎并吞噬恒星的后果。

（图片来源：uux.cn美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心/克里斯·史密斯（USRA/GESTAR））

9月9日，兹威基瞬态设施（ZTF）首次发现AT2023vto是一次突然的光爆炸。

这一瞬态事件最初被误认为是II型超新星，这是一种宇宙爆炸，当一颗大质量恒星在自身重力作用下迅速坍缩时发生。

Cendes解释说，当团队负责人Harsh Kumar（哈佛和史密森天体物理中心（CfA）的研究员）查看ZTF数据时，这个错误被澄清了。

他模拟了发射过程中的光曲线，确定了AT2023vto的真实性质，确定了所涉及的恒星和黑洞的质量，并计算出了到这个TDE的距离。

Cendes和团队随后使用甚大望远镜（VLT）进行了跟进，没有发现与AT2023vto相关的无线电发射。

Cendes说：“我们没有看到任何东西，这可能是这里不太令人兴奋的结果。

但这有助于你排除这不是什么。

”。

“例如，当黑洞在一些非常非常明亮的TDE中发射相对论性喷流时，你可能也会看到基于我们之前看到的无线电发射，而我们什么也没看到。

所以这就排除了这种相对论性射流的可能性。

”

然而，Cendes并没有排除这个超大质量黑洞在某个时候“打嗝”出相对论性喷流的可能性。

正如Space.com在2022年报道的那样，Cendes是一个团队的一员，该团队目睹了另一个超大质量黑洞在将一颗恒星变成面条多年后喷出强大的喷气式飞机。

两年后，这个黑洞是如何长时间抑制宇宙打嗝的仍然是个谜。

Cendes因此想看看与AT2023vto相关的黑洞是否也能够进行这种延迟发射。

Cendes说：“这仍然是一个持续的事件；

光明仍然存在。

我们也将在未来继续研究这个问题。

”。

“我肯定会看看这个黑洞是否会爆发。

仅仅因为我们现在没有看到无线电发射，并不意味着以后没有无线电发射。

“我认为这很有趣，因为它看起来像是我发现的一种常见现象，但没有人真正解释它是如何工作的。

这意味着目前我们还不清楚TDE的许多物理学原理。

”

该团队研究的同行评审前版本发表在论文库arXiv上。

时空弯折的终极秘境 黑洞藏着光线逃不出的边界

强大引力不断拉扯弯折空间，形成一道无形的事件视界，哪怕是宇宙中速度极限的光，一旦跨入这片范围，也再也没有办法向外挣脱逃离。

聊聊黑洞的形成本源，看懂时空弯曲的原理，便能明白光线被困的深层缘由。

广袤宇宙中，万事万物都会带来时空形变，质量越大的天体，对周边时空的弯折效果就越明显。

平日里地球、恒星带来的曲率变化十分微弱，我们很难直观察觉，光线穿行其间只会出现轻微偏移，依旧可以顺畅传播。

可黑洞截然不同，它由超大质量恒星晚年坍缩演化而来，星体内核急剧向内收拢，体积不断压缩，质量却高度汇聚，让周遭时空被剧烈拉扯扭曲。

极度密集的质量，催生出恐怖的时空曲率，空间不再保持平直状态，如同一张被重物狠狠按压凹陷的弹性薄膜，越靠近中心位置，弯折程度就越发夸张。

这种肉眼看不见的空间形变，正是黑洞一切奇特现象的根源，也构筑起专属它的宇宙规则。

事件视界便是时空弯折形成的临界分界线，没有实体轮廓，却划分出两种截然不同的物理世界。

界线外侧的时空曲率相对平缓，宇宙常规法则正常生效，光线、星际物质可以自由穿行，天体也能按照既定轨迹运转，光线能够毫无阻碍地向四面八方传播扩散。

一旦跨过事件视界，时空曲率瞬间飙升至极值，空间结构彻底扭曲塌陷。

此刻所有运动规律都会被改写，光线即便以最快速度行进，也只能顺着弯折的空间不断坠向黑洞核心，完全找不到向外逃逸的路径。

光无法逃离视界范围，也让黑洞拥有了漆黑无光的外表。

本身不会向外辐射反射光线，外界光线落入其中也尽数被束缚吞噬，没有光能抵达观测者视野，所以人类无法直接目视黑洞本体，只能依靠引力效应、光线偏折等间接痕迹判断它的存在。

时空曲率带来的束缚力，不止困住光芒，也禁锢住所有物质与信息。

任何行星、星云碎片、宇宙尘埃，不慎闯入事件视界之后，都会顺着扭曲的空间持续下坠，最终汇聚到中心奇点。

外界永远无法获取视界内部的状态变化，这里成了宇宙天然的封闭秘境。

对比普通天体就能清晰看出差距，行星、恒星的时空弯曲程度有限，物体只要达到对应逃逸速度，就能脱离引力影响。

黑洞曲率突破临界阈值，直接锁住光速运动的光线，成为宇宙中独一无二的时空牢笼。

人类依靠天文观测不断探索黑洞奥秘，从捕捉引力波，到拍摄黑洞实景影像，一步步印证时空曲率的相关理论。

这份极致弯折造就的特殊天体，不断颠覆着人们对时空的固有认知，也指引着人类持续探寻宇宙更深层次的奥秘。

吞噬一切的宇宙深渊，黑洞引力藏着光速禁区

它拥有世间顶尖的引力束缚力，独特的视界边界划分出截然不同的时空领域，只要踏入视界范围之内，就连每秒三十万公里的光速，都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。

今天就用闲聊述说的口吻，聊聊黑洞引力的奇特特性，讲讲视界的划分意义，理清为何光速都无法从黑洞内部脱身，一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。

宇宙天体的引力强弱，一直和自身质量、密度牢牢挂钩。

普通恒星、行星的引力，只能束缚周边卫星与星际物质，物体只要达到对应速度，就能摆脱引力飞向深空。

而黑洞诞生于大质量天体的末期演化，巨型恒星燃料耗尽后，再也无法支撑自身庞大躯体，核心在自身重压下急剧向内坍缩，体积被无限压缩，密度飙升到难以想象的地步。

极致致密的结构，催生出碾压所有常规天体的超强引力，这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。

从黑洞形成的那一刻开始，它就注定成为宇宙里特殊的存在，和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。

围绕黑洞存在一层无形的边界，这便是人们常说的事件视界。

它没有实体外壳，肉眼无法直接看见，却是一道无法逾越的分界线。

视界之外的宇宙空间，依旧遵循常规物理规则，光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭，天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。

一旦物质、光线跨越这条无形界线，彻底进入视界内部，一切都会发生颠覆性改变。

黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在，再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。

衡量天体引力束缚能力，有一个关键参照标准就是逃逸速度，也就是物体摆脱天体引力束缚，飞向宇宙远方需要具备的最低速度。

地球有着自身对应的逃逸速度，火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空，太阳系里的各大行星、恒星，都有着各自固定的逃逸速度门槛。

黑洞打破了常规天体的速度极限，视界内部的逃逸速度直接超越光速。

光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度，连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼，其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。

光线坠入黑洞视界后，无法向外反射、传播，我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮，这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。

任何闯入视界之内的物质，不管是庞大的恒星残骸，还是细碎的气体尘埃，都会被强大引力不断拉扯撕扯，最终向着黑洞中心奇点不断坠落，彻底消融在这片深渊之中。

超强引力不止禁锢视界内部的一切，也会剧烈扭曲周边时空。

靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折，光线途经周边空间也会发生明显偏转。

不少遥远天体发出的光芒，在奔赴地球的途中靠近黑洞区域，都会被引力改变行进路线，这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。

科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹，一步步推算黑洞位置，测算它的质量与引力强度。

时至今日，人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查，视界内部的时空结构、物质形态，还留存着大量未解谜题。

光速无法逃逸的特性，让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域，里面的一切变化都无法向外传递信息。

黑洞凭借极致强大的引力，划定出超越光速束缚的视界禁区，成为宇宙中最神秘的深渊天体。

这份打破常规物理认知的特质，不断吸引着人类探索研究，随着天文观测技术持续进步，未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。