宇宙是一個充滿暴力的地方，在這裡，甚至一顆恆星的生命也會被縮短。當一顆恆星發現自己處於一個”壞”鄰居，特別是在一個超大質量黑洞附近時，這種情況就會發生。這些黑洞的質量是太陽的數百萬甚至數十億倍，通常位於安靜星系的中心。當恆星靠近黑洞時，它就會受到來自超大質量黑洞的引力牽引，這種牽引力最終會壓倒維持恆星完整性的力量。這導致恆星被破壞或摧毀，這一事件被稱為潮汐破壞事件（TDE）。

“恆星被撕裂後，其氣體會在黑洞周圍形成一個吸積盤。”來自圖爾庫大學和歐空局芬蘭天文中心（FINCA）的博士後研究員亞尼斯-利奧達基斯（Yannis Liodakis）說：”幾乎所有波長都能觀測到來自吸積盤的明亮爆發，尤其是利用光學望遠鏡和探測X 射線的衛星。”

直到最近，研究人員還只知道一些TDEs，因為能夠探測它們的實驗並不多。不過，近年來科學家們已經開發出觀測更多TDE 的必要工具。有趣的是，但也許並不太令人驚訝的是，這些觀測結果揭示了研究人員目前正在研究的新奧秘。

“利用光學望遠鏡進行的大規模實驗發現，大量的TDEs 並不產生X 射線，儘管可以清楚地探測到可見光的爆發。這一發現與我們對TDEs 中被破壞的恆星物質演化的基本理解相矛盾，”Liodakis 指出。

在潮汐擾動事件中，一顆恆星移動到足夠靠近一個超大質量黑洞的位置，這樣黑洞的引力就會使恆星彎曲，直到被摧毀（圖1）。來自被摧毀恆星的恆星物質在黑洞周圍形成一個橢圓流（圖2）。氣體在環繞黑洞後返回途中撞擊黑洞，在黑洞周圍形成潮汐衝擊（圖3）。潮汐衝擊會產生明亮的偏振光爆發，可以用光學和紫外線波長觀測到。隨著時間的推移，來自被摧毀恆星的氣體會在黑洞周圍形成一個吸積盤（圖4），並從那裡被慢慢拉入黑洞。注：圖片比例不准確。圖片來源：Jenni Jormanainen

由芬蘭天文中心和歐洲南方天文台領導的一個國際天文學家小組在《科學》雜誌上發表的一項研究表明，來自TDEs的偏振光可能是解開這個謎團的關鍵。

在許多TDE中觀測到的光學和紫外線爆發可能來自潮汐衝擊，而不是黑洞周圍X射線明亮吸積盤的形成。這些衝擊形成於遠離黑洞的地方，因為來自被摧毀恆星的氣體在環繞黑洞後返回的途中撞擊了自己。在這些事件中，X射線亮吸積盤的形成要晚得多。

“偏振光可以提供有關天體物理系統基本過程的獨特信息。我們從TDE測量到的偏振光只能用這些潮汐衝擊來解釋，”該研究的第一作者Liodakis說。

研究小組在2020 年底收到了蓋亞衛星發出的公共警報，稱附近一個星係發生了核瞬變事件，該星係被命名為AT 2020mot。研究人員隨後在圖爾庫大學所屬的北歐光學望遠鏡（NOT）上對AT 2020mot進行了各種波長的觀測，包括光學偏振和光譜觀測。在北歐光學望遠鏡（NOT）上進行的觀測尤其有助於促成這一發現。此外，偏振觀測也是高中生天文觀測課程的一部分。

來自FINCA 和圖爾庫大學的博士研究員Jenni Jormanainen 說：”北歐光學望遠鏡和我們在研究中使用的偏振計在我們了解超大質量黑洞及其環境的工作中發揮了重要作用。”

研究人員發現，來自AT 2020mot的光學光具有高度偏振，並且隨著時間的推移而變化。儘管進行了多次嘗試，但沒有一個射電或X 射線望遠鏡能夠在爆發高峰之前、期間甚至數月之後探測到該事件的輻射。”當我們看到AT2020mot的極化程度時，我們立刻想到了從黑洞中噴射出的噴流，就像我們在超大質量黑洞周圍經常觀測到的那樣，黑洞會吸積周圍的氣體。”圖爾庫大學和FINCA 的學院研究員埃利納-林德弗斯（Elina Lindfors）說。

天文學家小組意識到，這些數據最符合這樣一種情況：恆星氣體流與自身發生碰撞，並在其圍繞黑洞的軌道的近心點和遠心點附近形成衝擊。然後，衝擊會放大恒星流中的磁場並使其有序化，這自然會導致高度偏振光。光學偏振的程度太高，大多數模型都無法解釋，而且它還在隨時間變化，這就更難解釋了。

卡里-科爾約寧（Karri Koljonen）指出：”我們研究的所有模型都無法解釋觀測結果，只有潮汐衝擊模型除外。”

研究人員將繼續觀測來自TDEs的偏振光，也許很快就會發現更多關於恆星被破壞後發生了什麼的信息。