超大质量黑洞撕裂一颗巨大的恒星

一颗遥远的恒星，在一个被遗忘的天空角落被一个超大质量黑洞撕裂，经历了一场激烈而戏剧性的死亡。最明亮、最有活力、最持久的短暂物体之一并没有在夜空中闪耀，激发传奇和启动文明。相反，天文学家充当天体超级侦探，在大量计算机收集的望远镜数据中发现了这颗恒星垂死挣扎的证据，多年来它一直未被发现。

“这很荒谬。如果你把一颗典型的超新星放大一千倍，我们仍然不知道它有多亮——超新星是天空中最亮的物体之一，”普渡大学物理学和天文学助理教授丹尼·米利萨夫列维奇说大学理学院。“这是我遇到过的最有活力的现象。”

在天文学中，最明亮的事物往往是最有活力的。研究恒星生命周期(尤其是恒星死亡)的专家 Milisavljevic 指出，这些数据表明了一个极其反常的观察结果。

与所有观察到的对象一样，该对象在被发现时被分配了一个随机名称。它的名字是 ZTF20abrbeie，天文学家亲切地称它为“恐怖芭比娃娃”。芭比娃娃因为它的字母数字名称和“可怕”，因为 Milisavljevic 说，“它太离群了;它的特性太可怕了!”

这个物体就是所谓的瞬态物体——在天空中观察到的东西，它要么出现然后消失，要么在数小时或数天而不是数百年或数千年的过程中以某种戏剧性的方式发生变化。在《天体物理学杂志快报》接受发表的一篇新论文中，Milisavljevic 和他的研究生Bhagya Subrayan及其团队分析了数据，得出结论认为，明亮、长寿的瞬变是恒星吞噬过程中的黑洞。Subrayan 的研究重点是天空测量数据的大数据分析。

“我们认为一个非常大质量的黑洞将一颗恒星拉入并将其撕裂，”Subrayan 说。“黑洞周围的力量，称为潮汐破坏，在称为“意大利面条化”的过程中将其他物体拉开。我们认为这就是发生的事情，但在极端的时间尺度上：最大的黑洞撕裂了一颗巨大的恒星。持续时间不同于我们以前见过的任何东西，它产生了宇宙中最明亮的瞬变。”

如果可怕的芭比娃娃如此明亮和引人注目，那么它是如何在现在才曝光的，即使数据集表明第一次观察发生在 2020 年?

它隐藏在众目睽睽之下。虽然它很亮，但它也非常遥远，位于天空中一个有点被忽视的角落。该异常现象是使用 Milisavljevic 实验室的 AI 引擎发现的。Recommender Engine For Intelligent Transient Tracking (REFITT) 梳理了来自世界各地的许多望远镜的观测结果，包括 Zwicky Transient Facility 使用加利福尼亚州帕洛玛天文台进行的观测。

“REFITT 做大数据分析，”Milisavljevic 说。“它梳理了数百万条警报，并找出我们可能想要仔细观察的有趣事物。这是一个很好的例子。当我们可以准确地告诉计算机要寻找什么时，计算机真的很擅长寻找东西。但是像这样的事情，异常的物体，计算机通常甚至不知道去寻找。它甚至没有模板。这与我们所见过的任何其他事物都如此不同，以至于我们甚至都没有时间尝试对其进行分类。多年来，它一直在公共数据中徘徊。”

一旦团队和 REFITT 确定恐怖芭比娃娃是一个有趣的研究机会，他们就会使用其他望远镜的数据，包括加利福尼亚的利克天文台和夏威夷的 WM 凯克天文台。这些望远镜的光谱分析帮助该团队为数据报告的奇怪现象命名。

可怕的芭比娃娃不仅比任何瞬变科学家之前记录的更亮、更有活力，而且比通常的瞬变持续时间更长。大多数瞬变持续数周或数月，但这次已经持续了 800 多天——超过两年——而且最新的可用数据表明，它可能会在未来几年内可见。

实际事件本身——这颗大质量恒星的面条化——可能持续的时间要短得多，但由于瞬态距离太远，相对论会减慢光线进入人眼的速度，使其持续时间似乎是近两倍长的。

Milisavljevic 说：“宇宙中几乎没有什么东西可以如此强大，反应可以如此持久。” “像这样的发现真的让我们大开眼界，我们仍在揭开宇宙中的谜团，探索宇宙中的奇迹——这是前人从未见过的。”

这项研究部分由国家科学基金会资助。