一个大质量黑洞正在吞噬一颗恒星

黑洞和倒霉的恒星相遇造成的混乱产生了一种罕见而令人难以置信的宝藏。

通过测量恒星被引力撕裂时的 X 辐射，天文学家已经确定黑洞是一种难以置信的难以捉摸的野兽：一个中等质量的中等质量黑洞，位于恒星质量的轻量级和超大质量级的重量级之间。

科学家们认为中等质量黑洞(IMBH) 可能非常普遍，但由于某种原因，它们已被证明擅长逃避检测，因此这一发现是一个真正的奖品——它不仅代表了一个独特的天体粒子物理学实验室，而且可能帮助我们解开超大质量黑洞如何变得如此巨大的谜团。

亚利桑那大学的天文学家 Ann Zabludoff 说：我们能够在它吞噬一颗恒星时捕捉到这个黑洞，这为观察原本不可见的东西提供了绝佳的机会，不仅如此，通过分析耀斑，我们能够更好地了解这种难以捉摸的黑洞类别，它很可能占星系中心黑洞的大部分。

虽然 IMBH 和超大质量黑洞 (SMBH) 之间的界限目前还不是很明确，但通常认为中等质量黑洞比典型的坍缩恒星或恒星黑洞，高达一百个太阳质量大。但不是超大质量黑洞，比典型的恒星黑洞质量大一百万到十亿倍。

迄今为止，IMBH 质量范围内的检测缺乏是显而易见的。到目前为止，天文学家们成功地挖角了意见少数是建议IMBHs，但模型显示应该有更加那里。

黑洞，通常是不可见的，当像恒星这样的东西靠得太近时就会显现出来。然后，黑洞巨大的潮汐力，其引力场的产物——首先拉伸，然后用力拉动这颗恒星，以至于它被撕裂了。

这场潮汐瓦解事件 (TDE) 在解体恒星的碎片逐渐消失在黑洞事件视界之外之前释放出耀眼的耀斑。

2003 年，在 7.4 亿光年外星系外围的星团中心观测到了此类事件，名为 3XMM J215022.4−055108（简称 J2150）。在 10 年的时间里，明亮的耀斑逐渐消失，提供了大量的事件数据。对光子的分析表明存在 IMBH。

在亚利桑那大学的天文学家文思祥的带领下，新团队重新分析了数据，将其与复杂的理论模型进行了比较，以更精确地测量黑洞的质量和自旋。他们发现罪魁祸首的质量约为 10,000 个太阳质量。

而且，令人着迷的是，它旋转得非常快。研究人员能够利用这种快速自旋来探测暗物质的性质。我们不知道暗物质是什么，但我们确实知道，如果它是由称为超轻玻色子的假想粒子组成，那么黑洞的自转速度将不会像观察到的那么快。

黑洞的快速旋转也提供了一些关于它如何生长的线索。

Zabludoff 说： 有可能黑洞以这种方式形成并且此后没有太大变化，或者两个中等质量的黑洞最近合并形成了这个黑洞，我们确实知道，我们测量的自旋排除了黑洞在很长一段时间内因稳定地摄入气体或从随机方向到达的许多快速气体零食而增长的情况。

我们知道合并可以产生中等质量范围的黑洞；其中一个在 2019 年被探测到，产生了一个质量为太阳 142 倍的黑洞。我们不知道这种情况多久发生一次，以及它是否是黑洞达到这种大小的唯一途径。我们需要找到更多来弄清楚。

我们可能会发现它们的一个地方是矮星系的中心。我们知道，银河系质量或更大质量的几乎所有星系的中心都拥有超大质量黑洞，并且黑洞的质量与集中在星系中部的恒星球形分布的质量成正比，称为它的凸起。

因此，较小的星系应该有较小的黑洞是理所当然的，但实际观察它们已被证明具有挑战性。但是，如果大多数矮星系都围绕 IMBH 运行，那么我们就可以从它们的潮汐干扰事件耀斑中检测到它们。首先，我们需要提高检测率，但即将推出的仪器应该会显着改善这一点。

通过将这些耀斑的 X 射线发射与理论模型相匹配，我们可以对宇宙中的中等质量黑洞人口进行普查，温说。