一顆不那麼走運的恆星在黑洞強大的引力作用下被五馬分屍，導致相對論性噴流的暴發。
圖片來源：Carl Knox – OzGrav, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Swinburne University of Technology
有些恆星就是運氣不好。一個典型的星系擁有的恆星數量在幾十億量級，然而，每10萬年左右，就會有一顆恆星因為過於靠近潛藏在星系中心的超大質量黑洞（supermassive black hole）而被撕裂。這些宇宙巨獸的質量是太陽質量的數百萬到數十億倍，它們巨大的引力可以讓一顆不走運的恆星毀於一旦。
恆星碎片會盤旋落入黑洞，黑洞則會以這些殘骸為食，然而，黑洞大快朵頤時場面也會非常混亂。在一小部分情況下，這種恆星毀滅可以給以近乎光速的速度向外傳播的高能物質射流提供能量，如果物質噴流直接指向我們，它的亮度就會提高，就像汽車在開向我們時鳴笛聲似乎更響一樣。
現代天文學調查大約每個月都會發現一兩次這樣的恆星拉麵效應（spaghettification），又名潮汐瓦解事件（tidal disruption event，TDE），然而，目前為止我們只觀測到了其中三個能夠生髮射出強烈噴流的情況，最近一次是在2011年。
今年早些時候，我們很幸運地發現了又一個這樣的事件，發生在半個宇宙之外。相關研究於11月30日發表在《自然-天文學》（Nature Astronomy）雜誌上，一支國際研究團隊用世界上最好的望遠鏡對它進行了三個多月的觀察，獲得了迄今為止關於黑洞噴流誕生和發展的最佳視角。
黑洞和噴流
吞噬恆星是黑洞成長的重要方式，在早期宇宙中更是如此。如今處在星系中心的這個超大質量黑洞，年輕時一定增長得非常迅猛才能達到現在的大小。
這些毀滅性事件也為觀測吞噬速度最快的黑洞提供了一個獨特的窗口。我們永遠無法在實驗室中重現類似的高能量和強引力，因此這些罕見的事件有助於我們了解天體物理學的最極端情況。
更重要的是，這些事件讓我們能夠測試噴流是如何形成的。噴流是氣體流入中心天體的自然副產品，它們會將能量從中心物體傳輸到周圍環境中。
目前已知的最強噴流來自星系中心的超大質量黑洞，這些噴流中的物質和能量可以觸發或阻止恆星的形成，並影響整個星系的演化。
超大質量黑洞的變化通常非常緩慢，但潮汐瓦解事件卻成為了常態中的一個例外，因為在這種情況下，大量的氣體被「傾倒」在了非常靠近黑洞的地方。
在這之後，黑洞會迅速吞噬掉這些物質，黑洞的行為也會在幾天或幾個月的時間內發生改變。利用最先進的望遠鏡進行專門的觀測活動，可以為我們提供有關這些奇異現象的大量數據，而這些數據則能用來檢驗科學家關於噴流的形成和演化理論。
一道閃光
2022年2月，一項光學巡天任務發現了一個來自遙遠星系中心的明亮閃光，這道閃光已經向我們傳播了超過85億年，比宇宙壽命的一半還要久遠，世界各地的望遠鏡都行動了起來，以了解關於這一事件的更多信息，天文學家將這一潮汐瓦解事件命名為AT2022cmc。
潮汐瓦解事件產生的明亮輻射會覆蓋整個電磁波譜，從無線電到可見光再到X射線。X射線的發射來自黑洞附近，其他波長的發射則來自噴流的更下游。
圖片來源：Zwicky Transient Facility / R. Hurt (Caltech/IPAC)
圖片漢化：哇喳
這次的事件擁有超常的亮度，尤其是在X射線波長範圍內，這裡的X射線在1秒內釋放的能量比太陽在1000萬年內發射的能量還要高，同時變化速度也極快，亮度的變化甚至可以發生在15分鐘內。值得注意的是，在無線電和毫米波長範圍內也有很強的發射，亮度會隨着時間的推移而變得更高。
這些特性表明AT2022cmc是一次新的潮汐瓦解事件，它是迄今為止發現的距離最遠，同時也是11年來首次觀測到的強烈物質噴流。
X射線和無線電波
在發現這次潮汐瓦解事件後的100天里，美國麻省理工學院（MIT）迪拉吉·帕沙姆（Dheeraj Pasham）帶領的團隊使用一系列望遠鏡對這一事件進行了觀察，獲得的數據涵蓋了流入和流出氣體不同部分產生的無線電、可見光、紫外線和X射線發射。
研究團隊的詳細模型表明，大部分輻射來自快速「進食」的黑洞發射的強烈噴流，不幸遇難的恆星很可能是一顆低質量矮星，在黑洞「進食」的巔峰時期，它吞噬氣體的速度足以在短短几年內讓整顆太陽消失不見。
研究人員發現噴流以99.993%的光速在運動，大部分能量由噴流中的粒子（離子）攜帶，而不是由磁場攜帶，這一點出乎研究人員意料，因為當前大多數理論預測的是，磁場在噴流形成過程中至關重要，且應該攜帶了大部分能量。
更新的望遠鏡，更好的視野
更多更新望遠鏡的加入讓科學家建立了和比十年前更複雜的理論模型，新研究也因此提供了迄今為止關於相對論性噴流（relativistic jet）誕生和演化的最詳細報道，對現有的理論期望發起了挑戰，同時也在最極端的情況下提高了我們對天體物理學的理解。
在接下來的幾年裡，包括智利的薇拉·魯賓天文台（Vera Rubin Observatory）在內的新設施應該會發現更多這樣的事件，深入到更為遙遠的宇宙；強大的新型射電望遠鏡，例如平方公里陣列射電望遠鏡（Square Kilometer Array，SKA），將允許對這類噴流進行更詳細的追蹤和表徵。
新研究展示了從這些望遠鏡中所產生的令人興奮的科學，為宇宙中一些最活躍的事件打開了一扇新窗口。
參考來源：
[1]https://theconversation.com/astronomers-witness-the-dying-flare-of-a-star-torn-apart-by-a-black-hole-halfway-across-the-universe-195453
[2] Pasham, D.R., Lucchini, M., Laskar, T. et al.The Birth of a Relativistic Jet Following the Disruption of a Star by a Cosmological Black Hole.Nat Astron(2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01820-x
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