美國宇航局的行星搜尋凌日外行星探測衛(wèi)星(TESS)第一次觀察到一個黑洞在一個被稱為潮汐擾亂事件的災難性現(xiàn)象中撕裂一顆恒星。美國國家航空航天局尼爾·格里爾斯·斯威夫特天文臺和其他機構(gòu)的后續(xù)觀測已經(jīng)對這些恒星毀滅事件的早期時刻進行了最詳細的觀察。

       加利福尼亞帕薩迪納卡內(nèi)基天文臺的卡內(nèi)基研究員托馬斯·霍莉恩說:“苔絲的數(shù)據(jù)讓我們準確地看到了這場被稱為ASASSAN-19bt的破壞性事件何時開始變得更加明亮，這是我們以前從未能夠做到的。”。“因為我們通過基于地面的超新星全天空自動測量(ASAS-SN)快速確定了潮汐中斷，我們能夠在最初幾天觸發(fā)多波長后續(xù)觀測。早期數(shù)據(jù)將對模擬這些爆發(fā)的物理過程非常有幫助。”

由霍莉恩領(lǐng)導的一篇描述這些發(fā)現(xiàn)的論文發(fā)表在2019年9月27日出版的《天體物理學雜志》上，現(xiàn)在可以在網(wǎng)上查閱。

       當恒星離黑洞太近時，強烈的潮汐會將它分裂成一股氣流。溪流的尾部脫離了系統(tǒng)，而其余部分則繞著黑洞擺動，周圍是一片碎片。這段視頻包括由美國宇航局的凌日系外行星探測衛(wèi)星(TESS)和斯威夫特任務(wù)拍攝的名為ASASSAN-19bt的潮汐中斷事件的圖像，以及顯示該事件如何展開的動畫。

       1月29日，總部設(shè)在哥倫布俄亥俄州立大學(OSU)的全球20臺機器人望遠鏡網(wǎng)絡(luò)ASAS-錫發(fā)現(xiàn)了這一事件。Holoien在智利拉斯坎帕納斯天文臺工作時，收到了該項目的南非儀器發(fā)出的警報。Holoien很快就用ASASSAN-19bt訓練了兩臺拉斯坎帕納斯望遠鏡，然后要求斯威夫特、歐空局(歐洲航天局)XMM-Newton和全球拉斯坎帕雷斯天文臺網(wǎng)絡(luò)中的地面1米望遠鏡進行后續(xù)觀測。

       然而，苔絲并不需要行動號召，因為它已經(jīng)在關(guān)注同一個領(lǐng)域。行星獵人一次監(jiān)視大片天空，稱為扇區(qū)，持續(xù)27天。這張長長的視圖允許TESS觀察凌日，即恒星亮度的周期性下降，這可能表明行星在軌道上運行。

       當衛(wèi)星在2018年7月開始科學運行時，ASAS-錫開始花更多的時間觀察苔絲扇區(qū)。天文學家預計TESS可以從短暫的恒星爆發(fā)中捕捉到最早的光線，包括超新星和潮汐中斷。苔絲第一次看到ASASSAN-19bt是在1月21日，比事件發(fā)生前一周還亮，ASASSN錫發(fā)現(xiàn)了它。然而，這顆衛(wèi)星只每兩周向地球傳輸一次數(shù)據(jù)，一旦接收到數(shù)據(jù)，就必須在美國宇航局位于加利福尼亞州硅谷的艾姆斯研究中心進行處理。因此，直到3月13日，關(guān)于潮汐擾動的第一批TESS數(shù)據(jù)才可用。這就是為什么獲得對這些事件的早期后續(xù)觀察取決于ASAS-錫納等地面調(diào)查的協(xié)調(diào)。

       幸運的是，干擾也發(fā)生在TESS的南部連續(xù)觀察區(qū)，那里總是能看到衛(wèi)星的四個攝像頭之一。(苔絲在7月底轉(zhuǎn)而監(jiān)測北部天空。ASASSAN-19bt的位置使得Holoien和他的同事能夠在幾個部門跟蹤這一事件。如果它發(fā)生在這個區(qū)域之外，TESS可能已經(jīng)錯過了爆發(fā)的開始。

       “早期的TESS數(shù)據(jù)讓我們能夠看到離黑洞非常近的光，比我們以前看到的要近得多，”帕特里克·瓦萊里說，他是OSU的合著者和國家科學基金會研究生研究員。“他們還向我們展示了ASASSAN-19bt的亮度上升非常平穩(wěn)，這有助于我們判斷這是一次潮汐中斷，而不是另一種爆發(fā)，比如從星系中心或超新星爆發(fā)。”

       霍莉恩的團隊使用斯威夫特的紫外線數(shù)據(jù)——這是迄今為止最早的潮汐擾動數(shù)據(jù)——來確定氣溫在幾天內(nèi)下降了約50%，從華氏71，500度降至35，500度(攝氏40，000度至20，000度)�；衾蚨髡f，這是潮汐中斷中首次出現(xiàn)如此早期的溫度下降，盡管有一些理論預測到了這一點。

       這類事件更典型的是斯威夫特和XMM-Newton看到的低水平的x光輻射�？茖W家們并不完全理解為什么潮汐中斷會產(chǎn)生如此多的紫外線輻射和如此少的x光。

       斯威夫特的校長布拉德利·岑科說:“人們提出了多種理論——也許光線會穿過新產(chǎn)生的碎片并失去能量，或者圓盤離黑洞的距離比我們最初想象的要遠，光線不會受到物體極度重力的影響。