大皖新聞訊 3月1日，大皖新聞記者從中國科學技術大學獲悉，該校物理學院薛永泉教授和蔣凝特任教授領銜的國際研究團隊，利用我國「天關」衛星的首批科學觀測數據，結合國際上空間和地面望遠鏡的多波段後隨觀測，首次證認了一例在光學、x射線和射電波段均呈現耀發的位於星系中心的中等質量黑洞潮汐瓦解事件。
相關人員稱，當前宇宙中已知的黑洞質量分布存在顯著斷層：一端是百倍太陽質量以下的恆星級黑洞，另一端是百萬至百億倍太陽質量的超大質量黑洞。一般認為，介於兩者之間的中等質量黑洞並非真實數量稀少，而是受限於當前的觀測手段，極難被發現。近年來，隨著時域天文的快速發展，潮汐瓦解事件（tde）成為探測中等質量黑洞新的有效手段。tde是指當一顆恆星運動至黑洞附近時，被黑洞強大的潮汐力瓦解並被黑洞吸積，從而釋放齣劇烈暫現電磁輻射的過程。
潮汐瓦解事件的藝術想像圖
tde如同宇宙中的「閃光燈」，能夠點亮那些處於「沉睡」狀態的黑洞，尤其是讓那些極難現身的中等質量黑洞得以顯露真容。
研究團隊聚一例位於近鄰宇宙矮星系（即質量較小的星系）中心的tde候選體at 2018cqh。研究團隊在注意到其x射線輻射呈現出異常的緩慢上升趨勢後，申請並成功獲批利用我國「天關」衛星、美國「雨燕」（swift）衛星、歐洲空間局xmm-newton衛星等空間和地面望遠鏡開展多波段後隨觀測。
觀測結果顯示，該事件展現出極不尋常的演化特徵：其x射線輻射經歷一個長達至少550天的緩慢上升期，在到達峰值並經歷一段下降期後，進入一個持續超過500天且至今仍未結束的高態平台期。這種長時標的上升過程與持久的高態x射線平台期，在已知的tde中極為罕見。
記者採訪獲悉，基於對x射線光變與能譜特徵的深入分析，研究團隊發現該事件的輻射行為和演化特徵與由中等質量黑洞引發的tde模型預測高度吻合。結合觀測到的x射線平台期光度、上升時標及吸積盤溫度，研究團隊推算出該黑洞的質量可能介於10萬至60萬倍太陽質量之間，屬於中等質量黑洞範疇。此外，基於宿主星系的恆星質量、恆星速度彌散等性質，通過標度關係獨立估算的黑洞質量與上述結果基本一致。多波段數據的相互印證，強烈指向該星系中心存在一個質量為10萬倍太陽質量量級的中等質量黑洞。
at 2018cqh的光學、x射線、射電波段光變曲線
這例中等質量黑洞tde罕見地在光學、x射線及射電波段都被捕捉到了從上升、峰值、下降到平台期的演化全過程，特別是首次詳細記錄到的tde中罕見的長時標x射線上升與高態平台現象尤為引人注意。這一發現不僅為中等質量黑洞的存在提供了強有力的觀測證據，也為理解tde的吸積物理過程、吸積盤形成機制及中等質量黑洞與宿主星系的協同演化提供了關鍵信息。該成果凸顯了多波段時域天文觀測在搜尋和研究中等質量黑洞方面的巨大潛力。
值得一提的是，tde也是中國科大與紫金山天文台共建的墨子巡天望遠鏡（wfst）的核心科學目標之一。研究成果發表在《自然·通訊》上，併入選《自然·通訊》編輯亮點。
大皖新聞記者 魏鑫鑫
編輯 陶娜
