天文学家观测到宇宙级黑洞耀斑：10万亿倍太阳亮度的宇宙烟花

11月8日，美国加州理工学院的天文学家观测到了有史以来最强烈、最遥远的一次黑洞能量爆发。相关成果已于11月4日发表于《自然·天文学》。

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这一现象被认为源自一颗相当于太阳质量30倍的大质量恒星，由于它过于接近超大质量黑洞而被撕碎吞噬，从而释放出比太阳亮10万亿倍以上的光芒，堪称一场宇宙级的"烟花表演"。当然，由于光速有限，天文学家观测到的实际上是许久以前发生的宇宙事件。

据介绍，这次能量爆发最早于2018年发现，后续光信号在数月内亮度提升了40倍，峰值时刻其辐射能量相当于10万亿个太阳的亮度，总体强度比之前最强的黑洞耀斑高出30倍。

研究团队认为，这一耀斑来自一个名为J2245+3743的活动星系核（AGN），其中心黑洞质量约为太阳的5亿倍，距离地球约100亿光年。

加州理工学院天文学研究教授、论文第一作者马修·格雷厄姆（Matthew Graham）表示："该天体的能量特征表明它极其遥远且异常明亮，这和我们以往见过的任何活动星系核都不同。"目前天文学家仍在持续监测这一耀斑的衰减过程。格雷厄姆指出，由于宇宙膨胀导致的"宇宙时间膨胀"效应，事件发生地的时间流逝更慢，"我们所看到的七年，相当于那里的两年"，因此科学家实际上是在"以四分之一倍速观看这一事件的回放"。

研究团队在分析各种可能性后认为，这一耀斑最有可能是由潮汐瓦解事件（TDE）引起的。潮汐瓦解指当恒星过于接近超大质量黑洞时，其引力会将恒星撕裂并缓慢吞噬。

格雷厄姆形容，这一事件就像"一条鱼被鲸吞至半途"。团队估算，这次被吞噬的恒星至少有太阳质量的30倍，是目前观测到最大规模的此类事件。此前纪录保持者"Scary Barbie"所释放的能量仅为此次事件约三十分之一。

大多数已知的约百起潮汐瓦解事件并非发生在活动星系核中。由于AGN自身存在气体盘物质流动，能产生强烈的能量变化，往往掩盖潮汐瓦解信号。而这次J2245+3743的能量异常巨大，使得它更易被观测到。

2018年首次观测时，研究团队利用加州理工学院的200英寸哈雷望远镜分析其光谱，但当时并未发现特殊之处。到2024年，当团队发现耀斑衰减速度较慢后，便使用夏威夷的凯克天文台获取了新光谱，确认其亮度远超一般AGN。

纽约城市大学教授、论文合著者萨维克·福特（K. E. Saavik Ford）表示，研究团队最初必须确认该天体确实如此明亮，并排除"定向辐射"可能性。NASA的宽视场红外巡天探测仪（WISE）数据最终证实，J2245+3743确为各向同性发光，是当前记录中最亮的黑洞耀斑。她指出："如果将整个太阳的质量完全转化为能量，这个耀斑释放的能量规模就相当于那样的程度。"

团队排除了超新星爆发等其他可能性，认为最合理的解释是一颗极高质量恒星在AGN吸积盘中被黑洞缓慢撕裂。福特指出："这类质量巨大的恒星极为罕见，但我们认为在AGN吸积盘内，恒星可以通过吸积物质而不断增长。"这一发现意味着宇宙中或存在更多类似事件。研究人员计划继续利用ZTF和美国能源部及国家科学基金会支持的薇拉·鲁宾天文台数据寻找类似信号。

格雷厄姆总结道："若没有ZTF，我们不会发现如此罕见的事件。经过七年的持续观测，我们能够看到天空中任何亮度变化的天体过去与未来的演化。"

附论文地址：
https://doi.org/10.1038/s41550-025-02699-0