2018年9月9日，天文學家發現了距離8。6億光年遠的星系的閃光。輻射源是一個超大質量的黑洞，大約是太陽質量的五千萬倍。通常情況下，這顆引力鉅子突然醒來，吞噬了一顆經過的恆星，這在極少數情況下被稱為潮汐破壞事件。當恆星碎片掉向黑洞時，它以光的形式釋放出大量能量。

麻省理工學院，歐洲南方天文臺和其他地方的研究人員使用多個望遠鏡監視著這一事件，標為AT2018fyk。令他們驚訝的是，他們觀察到超大質量黑洞吞噬了恆星，它的性質類似於更小的恆星質量黑洞。

今天發表在《天體物理學雜誌》上的結果表明，吸積或黑洞在吞噬物質時的演化方式與大小無關。

“我們已經證明，如果您看到了一個黑洞，那麼從某種意義上來說，您已經看到了所有黑洞。” 麻省理工學院卡夫裡天體物理與空間研究所的研究科學家Dheeraj“ DJ” Pasham說，“它們似乎都或多或少地做著同樣的事情，像野獸一樣不斷的吞噬周圍的物質而不斷壯大。”

恆星喚醒

當質量約為我們太陽的10倍的小質量恆星黑洞發出一束光時，通常是對伴隨恆星的物質湧入的反應。輻射的爆發引發了黑洞周圍區域的特定演化，從靜止狀態開始，隨著將恆星物質拉入黑洞，黑洞過渡到由吸積盤主導的“軟”相。隨著物質流入量的下降，它再次過渡到“硬”相，在這裡白熱的日冕接管了這一過程。黑洞最終會重新穩定下來，整個吸積週期可能持續數週至數月。

幾十年來，物理學家已經觀察到在多個恆星質量黑洞中這種特徵性的積聚週期。但是對於超大質量黑洞，人們認為此過程將花費很長時間才能完全捕獲，因為這些巨人通常是掠食者，以星系中部的氣體為食。

“這一過程通常發生在數千年的超大質量黑洞中，”Pasham說，“人類迫不及待地想要捕獲這樣的東西。”

但是，當黑洞經歷突然的大量物質流入時（例如，在潮汐破壞事件中），當恆星靠近得足以使黑洞將其撕成碎片時，整個過程會加速。

“在潮汐破壞事件中，一切都很突然，”Pasham說， “突然有大量的氣體向您撲來，黑洞突然被喚醒，就像，‘哇，有太多食物，讓我吃，吃，吃直到它消失‘。 因此，它可以在很短的時間內體驗到所有事物。這使我們能夠探究人們在恆星質量黑洞中所知道的所有這些不同的增生階段。”

超大質量迴圈

2018年9月，超新星全天候自動調查（ASASSN）收到了突然爆發的訊號。科學家隨後確定，爆發是由於涉及超大質量黑洞的潮汐破壞事件的結果，他們將其標記為TDE AT2018fyk。Pasham和他們的同事們在看到警報時都激動地跳了起來，並能夠操縱多臺望遠鏡，每臺望遠鏡都經過訓練以將紫外線和X射線光譜的不同波段對映到系統。

該小組利用X射線空間望遠鏡XMM-牛頓和錢德拉X射線觀測站，以及NICER、國際空間站上的X射線監測儀器和斯威夫特天文臺以及澳大利亞的射電望遠鏡，在兩年內收集了資料。

“我們在軟狀態捕獲了黑洞，形成了吸積盤，大部分發射的都是紫外線，而在X射線中則很少，” Pasham說，“然後磁碟崩潰，黑洞日冕變得更堅固，現在在X射線中它變得非常明亮。最終沒有太多的氣體可依靠，整個發光度下降並回到無法檢測的水平。”

研究人員估計，黑洞潮汐擾亂了一顆太陽大小的恆星。在這個過程中，它產生了一個巨大的吸積盤，大約120億公里寬，並排放了估計為40，000開爾文或超過70，000華氏度的氣體。隨著磁碟變弱且亮度降低，緊湊，高能的X射線電暈在黑洞周圍逐漸佔據主導地位，隨後逐漸消失。

Pasham說：“人們已經知道這種週期是在恆星質量的黑洞中發生的，黑洞只有約10個太陽質量。現在，我們看到的這種現象的大小大約是500萬倍。”

“未來最令人興奮的前景是，這樣的潮汐破壞事件將為非常接近超大質量黑洞（如吸積盤和日冕）的複雜結構的形成提供一個視窗。“歐洲南方天文臺研究員、研究的主要作者托馬斯·韋弗斯（Thomas Wevers）表示，“研究恆星毀滅後這些結構在極端環境中如何形成和相互作用，我們有望開始更好地理解控制它們存在的基本物理定律。”

除了表明黑洞以相同的方式經歷積聚，無論其大小如何，結果僅代表科學家第二次從頭到尾捕獲電暈的形成。

“黑洞日冕是一個非常神秘的實體，在超大質量黑洞的情況下，人們已經研究了已建立的黑洞日冕，但不知道它們是何時或如何形成的，” Pasham說，“我們已經證明您可以使用潮汐破壞事件來捕獲電暈的形成。我很高興將來使用這些事件來確定黑洞日冕的確切含義。”