一颗破碎恒星的X射线回波提供了“杀手”黑洞的特写

原标题：一颗破碎恒星的 X 射线回波提供了“杀手”黑洞的特写

大约 39 亿年前，在一个遥远星系的中心，一个巨大的黑洞强大的潮汐力撕碎了一颗离得太近的恒星。当这一事件产生的 X 射线于 2011 年 3 月 28 日首次到达地球时，它们被美国宇航局的 Swift 卫星探测到，并通知了世界各地的天文学家。几天之内，科学家得出结论，这次爆发，现在被称为Swift J1644+57，既代表了一颗恒星的潮汐破坏，也代表了一个以前不活动的黑洞突然爆发。

美国宇航局戈达德天文学家艾琳卡拉讨论了来自 Swift J1644+57 的 X 射线回波的发现，Swift J1644+57 是一个击碎过往恒星的黑洞。由这个百万太阳质量黑洞附近的耀斑产生的 X 射线从新生的吸积盘反弹并揭示了它的结构。

现在，天文学家利用 Swift、欧洲航天局 (ESA) XMM-牛顿天文台和日本领导的朱雀卫星的档案观测，已经确定了事件期间爆发的 X 射线耀斑的反射。在美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心和马里兰大学帕克分校 (UMCP) 的博士后研究员 Erin Kara 的带领下，该团队利用这些光回波或混响来绘制附近的气体流动图。第一次被唤醒的黑洞。

“虽然我们还不知道是什么导致了黑洞附近的 X 射线耀斑，但我们知道，一旦发生 X 射线耀斑，我们可以在几分钟后检测到它的回声，一旦光线到达并照亮部分流动，”卡拉解释了。“这种称为 X 射线混响映射的技术以前曾被用于探索黑洞周围的稳定圆盘，但这是我们第一次将它应用于由潮汐破坏产生的新形成的圆盘。”

在这位艺术家的渲染中，在一颗过于靠近的恒星发生潮汐破坏后，在超大质量黑洞周围形成了厚厚的吸积盘。恒星碎片已经落向黑洞，并聚集成一个厚厚的混沌热气体盘。靠近圆盘中心的 X 射线闪光产生光回波，使天文学家能够绘制漏斗状流的结构图，首次揭示了一个通常静止的黑洞周围的强引力效应。

落入黑洞的恒星碎片聚集到一个称为吸积盘的旋转结构中。在那里，气体被压缩并加热到数百万度，然后最终溢出黑洞的事件视界，超过这个点，任何东西都无法逃脱，天文学家也无法观察到。Swift J1644+57 吸积盘比稳定盘更厚、更动荡、更混乱，稳定盘已经有时间安定下来成为一个有序的程序。研究人员在6 月 22 日星期三在线发表在《自然》杂志上的一篇论文中介绍了这一发现。

这项研究的一个惊喜是高能 X 射线来自磁盘的内部。天文学家曾认为，这种发射大部分来自加速到接近光速的狭窄粒子射流。在耀变体（由超大质量黑洞驱动的最明亮的星系类别）中，喷流产生了大部分最高能量的辐射。

“我们确实看到了来自 Swift J1644 的喷流，但 X 射线来自黑洞附近的一个致密区域，位于我们向下观察的陡峭的流入气体漏斗底部，”合著者戴立新说， UMCP 博士后研究员。“产生回声的气体本身沿着漏斗表面向外流动，速度高达光速的一半。”

源自黑洞附近的 X 射线激发旋转气体中的铁离子，使它们发出荧光，发出独特的高能辉光，称为铁 K 线发射。随着 X 射线耀斑变亮和消退，气体会在短暂延迟后依次跟随，这取决于它与源的距离。