距离地球100亿光年外,一场宇宙惨案正在发生。一颗质量至少是太阳30倍的巨型恒星

夜安赏世界 2025-11-05 09:44:28

距离地球100亿光年外,一场宇宙惨案正在发生。

一颗质量至少是太阳30倍的巨型恒星,正在被一个超大质量黑洞缓慢撕碎。这个过程释放出的能量之强,相当于10万亿个太阳同时发光。如果把我们的整个太阳按照爱因斯坦的质能方程完全转化为能量,也不过就是这次爆发至今释放出的总量。

这是人类迄今观测到的最强烈、最遥远的黑洞耀发事件,它的亮度峰值比此前的最高记录还要高出30倍。更戏剧化的是,这颗恒星原本的命运应该是在生命尽头爆发成超新星,然后坍缩成黑洞。但它没能等到那一天,反而被另一个黑洞提前终结了生命。

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七年追踪一场慢动作灾难

2018年,美国加州理工学院帕洛马天文台的兹威基瞬变设备首次捕捉到这个编号为J2245+3743的天体。天文学家注意到,它的亮度在几个月内迅速增强了40倍,这显然不寻常。

但起初,没人意识到它有多特别。研究人员用帕洛马天文台的200英寸海尔望远镜获取了它的光谱,看起来平平无奇。直到2023年,团队发现这个耀斑的衰减速度比预期慢得多,于是用夏威夷凯克天文台重新观测,这才确认了它惊人的亮度。

这个天体的核心是一个活动星系核,简称AGN,本质上是一个正在进食的超大质量黑洞。这个黑洞的质量约为太阳的5亿倍,周围环绕着巨大的物质盘,不断向黑洞输送养料。

从2018年至今,研究团队持续追踪了这次耀发七年。但这里有个奇妙的时间错位,因为J2245+3743距离我们100亿光年,我们看到的其实是100亿年前发生的事。更神奇的是,由于宇宙膨胀导致的时空拉伸效应,远方的时间流逝比我们这里慢。加州理工学院的天文学教授马修·格雷厄姆解释说,在那个遥远的黑洞所在地,时间只过去了两年,而地球上已经过了七年。我们正在以四分之一的速度观看这场宇宙灾难的回放。

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鱼卡在鲸鱼喉咙里

是什么造成了如此剧烈的能量爆发?研究人员逐一排查了各种可能性。超新星爆发不够亮,其他机制也解释不通。最终,他们锁定了一个答案:潮汐瓦解事件。

这个听起来很技术化的名词,描述的其实是一幕残酷的宇宙戏码。当一颗恒星不幸靠黑洞太近时,黑洞强大的引力会产生潮汐力,这种力在恒星面向黑洞和背向黑洞的两侧强度不同,足以把整颗恒星像撕纸一样撕碎。恒星的物质被拉成细长的流,螺旋着落入黑洞,在这个过程中释放出巨大的能量。

关键在于,J2245+3743的耀发至今还在持续,虽然已经开始衰减。格雷厄姆用了一个生动的比喻:这就像一条鱼刚被鲸鱼吞下一半,还卡在喉咙里。这颗不幸的恒星还没有被完全吞噬。

到目前为止,天文学家已经发现了大约100次潮汐瓦解事件,但大多数发生在普通环境中,而不是像J2245+3743这样的活动星系核附近。因为活动星系核本身就不断闪烁变亮,潮汐瓦解事件的信号很容易被掩盖。只有这次耀发足够强烈,才能从背景噪声中脱颖而出。

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黑洞培育的超级巨星

这次事件还揭示了一个有趣的可能:被吞噬的这颗恒星,质量至少是太阳的30倍,远超普通恒星。此前的纪录保持者是一次被昵称为恐怖芭比的潮汐瓦解事件,它吞噬的恒星质量只有太阳的3到10倍,释放的能量也只有J2245+3743的1/30。

如此巨大的恒星本来就很罕见。纽约市立大学的教授萨维克·福特提出,活动星系核周围的物质盘可能起到了孵化器的作用。盘中的物质不断堆积到其中的恒星上,让它们长得比正常情况下大得多。然后,这些被养肥的恒星又成为黑洞的美餐。

这个发现意味着,类似的超级潮汐瓦解事件可能并不罕见,只是此前的巡天观测还不够深入。兹威基瞬变设备已经连续运行七年,积累了海量数据,这让天文学家能够追踪天体的历史行为,发现异常变化。即将投入使用的薇拉·鲁宾天文台可能会发现更多这样的极端事件。

100亿光年外那颗巨星的命运已经注定,但它留给我们的光还在旅途中。在漫长的宇宙时空里,这束携带着毁灭信息的光穿越膨胀的空间,波长被拉长,时间被拉伸,最终抵达地球上的望远镜。我们站在2025年,凝视着宇宙婴儿期的一场灾难,见证了黑洞如何以最暴烈的方式主宰着星辰的生死。

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图源:Caltech/R. Hurt (IPAC)

信源: Matthew J. Graham et al, An extremely luminous flare recorded from a supermassive black hole, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02699-0

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