一个隐藏的超大质量黑洞刚刚在深空露面

超大块黑洞大约是太阳质量的 100 万倍,它以壮观的方式暴露了它的位置。

当一颗经过的恒星转向得太近时,它会在黑洞的引力场中被撕裂,释放出巨大的耀斑。

那次光耀斑是地球上望远镜记录的潮汐扰动事件,被命名为 AT2024tvd,它的探测揭示了事件发生地 6 亿光年外的银河系的一些非常奇特之处。

根据加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的姚雨涵(Yuhan Yao)领导的天文学家团队的说法,这个黑洞是一个流浪者,不受星系核心的束缚。它甚至不在超大质量黑洞的双星轨道上位于宿主星系的中心。

“AT2024tvd 是光学巡天捕获的第一个偏移潮汐中断事件 (TDE),它为发现这种难以捉摸的流浪种群提供了全部可能性黑洞随着未来的 Sky Surveys,”姚 说.

“目前,理论家们还没有太多关注抵消 TDE。我认为这一发现将激励科学家寻找更多此类事件的例子。

潮汐中断事件 AT2024tvd 的进展图示。(美国宇航局、欧洲航天局、STScI、拉尔夫·克劳福德)

当黑洞只是潜伏在太空中时,它们很难被发现,尤其是在其他星系中。它们不会发出我们目前可以检测到的任何辐射,这是我们研究宇宙的主要工具。我们可以通过以下方式检测黑洞对引力波当他们互相撞击时,一个无所事事的孤独黑洞是看不见的。

有一个例外。当某物足够接近时,黑洞引力场内强大的潮汐力会将其撕裂,并使其螺旋式下降,超出事件视界。这个过程被称为潮汐中断,它会在电磁波谱中发出炽热的耀斑,我们可以在数百万到数十亿光年之外检测到它,并对其进行解构以了解黑洞的后果。

AT2024tvd 就是这样一个耀斑,于 2024 年 8 月 25 日由茨维基临时设施,这是一种宽视场巡天,旨在捕捉超新星和 TDE 等瞬态事件。天文学家迅速跟进,使用无线电、光学和 X 射线望远镜尽可能多地捕捉事件的光线。

AT2024tvd 及其宿主星系。TDE 以蓝色显示,银河系中心以黄色显示。(Yao et al., arXiv, 2025)

Yao 和同事能够将这一事件追溯到 600 光年外的天空中的一个点,在那里还可以方便地找到一个大型星系。但是,尽管他们的分析揭示了一个超大质量黑洞是导致 TDE 的罪魁祸首,其质量在 100,000 到 1000 万个太阳之间,但耀斑起源的星系点并不是银河系中心。

这真的很有趣。超大质量黑洞通常位于星系的中心——整个套件和 kaboodle 围绕着这个引力枢纽旋转。然而,AT2024tvd 的宿主星系的中心已经有一个超大质量黑洞,大约有 1 亿个太阳质量。

现在,有一些银河系中心已经更多超大质量黑洞,被锁定在引力舞蹈中,总有一天会看他们合并形成一个更大的黑洞。

然而,所讨论的星系中的两个超大质量黑洞并没有被引力束缚在一个双星中。它们相距约 2,600 光年,较小的一个只是在银河系的隆起周围徘徊。

星系在与其他星系碰撞时获得额外的超大质量黑洞;随着时间的推移,它们中心的两个超大质量黑洞会找到彼此,这时我们看到它们作为一个系统被锁在一起。

在这个特定星系中存在第二个超大质量黑洞意味着,在它过去的某个时刻,它与另一个星系合并.

我们不知道的是它是在进出银河系中心的路上。该中心完全有可能已经托管了一个二进制文件。如果是这样的话,那么第三个黑洞可能曾经出现在其中,并且被三体相互作用踢出。

或者我们可能只是在它到达中心的入站轨迹上捕捉到它,在那里它将与其中已有的黑洞进行二进制交互。这两种情况都是可能的。

了解更多关于这个黑洞配置的一种方法是找到更多具有类似偏移的星系流氓超大质量黑洞.该团队表示,这项研究提供了一条潜在的途径。

“潮汐破坏事件在阐明我们无法检测到的大质量黑洞的存在方面具有很大的希望,”天文学家 Ryan Chornock 说加州大学伯克利分校。“理论家预测,远离星系中心的巨大黑洞群一定存在,但现在我们可以使用 TDE 来找到它们。”

该研究已被接受天体物理学杂志快讯在 arXiv 上可用.

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