宇宙是一个充满暴力的地方,甚至连一颗恒星的生命都可能被缩短。当一颗恒星发现自己处于“坏”区域时,特别是在超大质量黑洞附近,就会发生这种情况。

潮汐冲击可以照亮被黑洞拉开的恒星残骸

这些黑洞的质量是太阳质量的数百万甚至数十亿倍,通常位于安静星系的中心。当一颗恒星靠近黑洞时,它会受到超大质量黑洞不断增加的引力,直到它变得比将恒星聚集在一起的力更强大。这导致恒星被破坏或摧毁,这一事件被称为潮汐瓦解事件 (TDE)。

“在恒星被撕裂之后,它的气体在黑洞周围形成了一个吸积盘。几乎每个波长都可以观察到圆盘的明亮爆发,特别是使用光学望远镜和探测 X 射线的卫星,”图尔库大学和 ESO 芬兰天文学中心 (FINCA) 的博士后研究员 Yannis Liodakis 说。

直到最近,研究人员只知道少数 TDE,因为没有多少实验能够检测到它们。然而,近年来,科学家们开发了必要的工具来观察更多的 TDE。有趣的是,但也许并不令人惊讶,这些观察结果导致了研究人员目前正在研究的新谜团。

“使用光学望远镜进行的大规模实验的观察表明,即使可以清楚地检测到可见光的爆发,大量的 TDE 也不会产生 X 射线。这一发现与我们对 TDE 中被破坏的恒星物质演化的基本理解相矛盾,”Liodakis 指出。

由芬兰天文学中心和 ESO 领导的国际天文学家团队在《科学》杂志上发表的一项研究表明,来自 TDE 的偏振光可能是解开这个谜团的关键。

不是在黑洞周围形成 X 射线明亮的吸积盘,而是在许多 TDE 中观察到的可见光和紫外光的爆发可能是由潮汐冲击引起的。这些激波在远离黑洞的地方形成,因为来自被摧毁的恒星的气体在绕黑洞旋转后返回途中撞击自身。X 射线明亮的吸积盘会在这些事件的后期形成。

“光的偏振可以提供有关天体物理系统潜在过程的独特信息。我们从 TDE 测量到的偏振光只能用这些潮汐冲击来解释,”该研究的主要作者利奥达基斯说。

偏振光帮助研究人员了解恒星的毁灭

该团队在 2020 年底收到了来自盖亚卫星的公共警报,称附近星系发生核瞬变事件,指定为AT 2020mot。然后,研究人员在广泛的波长范围内观察了AT 2020mot ,包括在图尔库大学拥有的北欧光学望远镜 (NOT) 上进行的光学偏振和光谱观察。在 NOT 进行的观察特别有助于使这一发现成为可能。 此外,偏振观测是作为高中生观测天文学课程的一部分进行的。

“我们在研究中使用的北欧光学望远镜和偏振计有助于我们了解超大质量黑洞及其环境,”来自 FINCA 和图尔库大学的博士研究员 Jenni Jormanainen 说,她领导了偏振观测和分析不是。

研究人员发现,来自AT 2020mot的光是高度偏振的,并且随时间变化。尽管进行了几次尝试,但射电望远镜或 X 射线望远镜都无法在爆发高峰期之前、期间甚至几个月后探测到该事件的辐射。