黑洞致死：天文学家从恒星的“意大利面条化”中发现耀斑

这是一种流行的误解，认为黑洞的行为就像宇宙真空吸尘器，贪婪地吸走周围的任何物质。事实上，只有超出视界的东西--包括光--才会被吞没，无法逃脱，尽管黑洞也是狼吞虎咽的。这意味着物体的一部分物质实际上是从一架强大的喷气式飞机中喷出的。

如果该物体是一颗恒星，那么被黑洞的强大引力撕碎(或面条化)的过程发生在视界之外，恒星的部分原始质量被猛烈地向外抛出。这反过来可以在黑洞周围形成一个旋转的物质环(也就是吸积盘)，发出强大的X射线和可见光。这些喷流是天文学家间接推断黑洞存在的一种方式。目前，天文学家已经记录了一颗恒星被超大质量黑洞撕裂的最后阵痛，就在这样的潮汐扰乱事件(TDE)中，发表在“皇家天文学会月刊”上的一篇新论文中描述了这一点。

黑洞吞噬附近恒星的想法听起来像科幻小说。伯明翰大学的合著者马特·尼科尔(Matt Nicholl)说，但这正是潮汐破坏事件中会发生的事情。我们能够详细调查当一位明星被这样的怪物吃掉时会发生什么。

另一位合著者、哈佛大学天体物理中心的埃多·伯杰(Edo Berger)说：“一次潮汐破坏事件是由于一颗偏离超大质量黑洞太近的恒星被摧毁造成的。”在这种情况下，恒星被撕裂，大约一半的质量进食或吸积到一个质量为太阳一百万倍的黑洞中，另一半被抛出。

坠入黑洞后变得面目全非的概念在斯蒂芬·霍金1988年出版的畅销书“时间简史”(A Brief History Of Time)中广为流传。霍金设想了一个不幸的宇航员，他越过了事件视界，发现自己受到了黑洞强烈的引力梯度的影响。(重力梯度是根据物体方向的不同，重力的拉力强度的差异。)。

例如，如果宇航员先跌倒在脚上，那么脚上的拉力会比头上的拉力更大。宇航员会被黑洞的潮汐力量垂直拉伸和水平压缩，直到它们看起来像一条意大利面。从物理学的角度来看，这与地球经历潮汐的原因是一样的：月球的引力将海洋向一边拉，向另一边把它们夷为平地。但至少这会很快，整个过程将在不到一秒的时间内发生。

所有这些都是纯粹的假设，是各种思维实验的主题。但是在恒星和星系的尺度上，一种意大利面化是一种真实的现象，尽管这种现象发生在黑洞的视界之外，而不是发生在黑洞的视界之内。这些潮汐破坏事件在我们的宇宙中很可能是相当常见的，尽管到目前为止只检测到了少数几个。

例如，2018年，天文学家宣布了第一张直接图像，显示了一颗恒星被一个比太阳大2000万倍的黑洞撕裂的后果，该黑洞位于距离地球约1.5亿光年的两个名为Arp 299的碰撞星系中。他们使用了射电和红外望远镜的组合，包括甚长基线阵列(VLBA)，来跟踪在一个碰撞星系的中心被超大质量黑洞撕碎后喷出的物质的特殊形成和扩张。

然而，这些强大的光爆发往往笼罩在星际尘埃和碎片的帷幕后面，这使得天文学家很难对其进行更详细的研究。这一最新的事件(被称为AT2019Qiz)是在去年恒星被粉碎后不久发现的，这使得详细研究变得更容易，当时尘埃和碎片的帷幕还没有完全形成。在接下来的六个月里，天文学家使用世界各地的多台望远镜对电磁频谱进行了后续观测，其中包括位于智利的甚大望远镜(VLT)阵列和新技术望远镜(NTT)。

“因为我们很早就发现了它，我们实际上可以看到尘埃和碎片的帷幕被拉起，因为黑洞发起了速度高达1万公里/秒的强大物质外流，”西北大学的合著者凯特·亚历山大(Kate Alexander)说。“这是一次独特的‘幕后窥视’，它提供了第一次机会来确定遮蔽物质的来源，并实时跟踪它是如何吞没黑洞的。”

根据伯杰的说法，这些观测提供了第一个直接证据，证明在分裂和吸积过程中流出的气体产生了之前观察到的强大的光学和无线电发射。到目前为止，这些排放的性质一直备受争议，但我们在这里看到，这两个制度是通过一个单一的过程联系在一起的，他说。