一顆類似太陽的恆星位於大約5億光年外的一個星系中，正在被一個黑洞逐漸吞噬，每靠近一個黑洞，就會脫落相當於三個地球質量的物質。

萊斯特大學天文學家探測到的大規模X 射線爆發表明，黑洞中三倍於地球質量的物質正在燃燒。在附近星系中，一顆像太陽一樣的恆星正逐漸被一個小而貪婪的黑洞吞噬，每次靠近都會損失相當於三個地球質量的物質。

萊斯特大學天文學家的這一發現於9月7日在《自然-天文學》雜誌上發表，為我們了解黑洞擾亂軌道恆星提供了”缺失的一環”。它表明，還有一大批恆星正在被吞噬，但尚未被發現。研究小組得到了英國航天局和英國科技設施委員會（STFC）的支持。

發現細節

天文學家們是被一道明亮的X射線閃光驚醒的，這道閃光似乎來自附近星系2MASX J02301709+2836050的中心，距離銀河系大約5億光年。它被命名為”斯威夫特J0230″，是科學家們利用尼爾-蓋爾斯-斯威夫特天文台（Neil Gehrels Swift Observatory）開發的一種新工具首次發現的。他們迅速安排了對它的進一步Swift 觀測，發現它並沒有像預想的那樣逐漸衰減，而是會明亮地閃耀7-10 天，然後突然熄滅，大約每25 天重複一次這個過程。

發生新事件的星系的光學圖像，取自存檔的PanSTARRS 數據。X射線物體位於白色圓圈內的某處，大約相當於100米外針頭大小。圖中還顯示了一顆2 歲超新星的位置。資料來源：Daniele B. Malesani / PanSTARRS

連接缺失的部分

在所謂的準週期性爆發和周期性核瞬變中也觀測到了類似的行為，即恆星在運行到黑洞附近時，其物質會被黑洞撕裂，但它們在爆發的頻率上有所不同，在爆炸主要發生在X射線還是光學光線中也有所不同。Swift J0230的輻射的規律性介於兩者之間，這表明它是兩種爆發類型之間的”缺失環節”。

以針對這兩類事件提出的模型為指導，科學家們得出結論：Swift J0230 的爆發代表了一顆與我們太陽大小相似的恆星，它圍繞著星系中心的低質量黑洞運行在橢圓軌道上。當恆星的軌道接近黑洞的強大引力時，相當於三個地球質量的物質從恆星的大氣層中被扯出，並在落入黑洞時被加熱。約200 萬攝氏度的高溫釋放出大量的X 射線，斯威夫特衛星首先捕捉到了這些X 射線。

斯威夫特J0230 爆發前（左）和爆發後（右）天空同一位置的X 射線圖像。這些圖像是用斯威夫特衛星上的X 射線望遠鏡拍攝的。圖片來源：Phil Evans（萊斯特大學）/NASA Swift

專家見解

主要作者、萊斯特大學物理和天文學院的菲爾-埃文斯（Phil Evans）博士說：”這是我們第一次看到像太陽這樣的恆星被低質量黑洞反复撕碎和吞噬。 所謂的’重複、部分潮汐破壞’事件本身就是一個相當新的發現，而且似乎可以分為兩種類型：一種是每隔幾小時爆發一次，另一種是每隔一年左右爆發一次。這個新系統正好處於這兩種類型之間，而且當你計算數字時，你會發現所涉及的天體類型也非常吻合”。

羅布-埃爾斯-費里斯（Rob Eyles-Ferris）博士與埃文斯博士一起負責斯威夫特衛星，他最近完成了在萊斯特大學的博士學業，其中包括研究恆星被黑洞破壞的問題。他解釋說”在我們過去看到的大多數係統中，恆星都被完全摧毀了。斯威夫特J0230 是部分損毀恆星類別中的一個令人興奮的新成員，因為它向我們展示了已經發現的這兩類天體之間的真正聯繫，而我們的新系統則為我們提供了缺失的一環。

尼爾-蓋爾斯-斯威夫特天文台插圖。資料來源：美國國家航空航天局

期待更多發現

萊斯特大學的Kim Page 博士參與了這項研究的數據分析工作：”鑑於我們在啟用新的瞬變狩獵工具後的幾個月內就發現了斯威夫特J0230，我們預計還會有更多這樣的天體等待我們去發現。”

克里斯-尼克松（Chris Nixon）博士是一位理論天體物理學家，最近剛從萊斯特大學轉到利茲大學。他領導了這一事件的理論解釋工作。他的研究得到了英國科技設施委員會和勒弗胡爾姆信託基金的資助。

他們估計，這個黑洞的質量大約是太陽質量的1萬到10萬倍，這對於通常在星系中心發現的超大質量黑洞來說是相當小的。我們銀河系中心的黑洞被認為有400 萬太陽質量，而大多數黑洞的質量在1 億太陽質量左右。

這是利用斯威夫特衛星的新型瞬態探測器進行的首次發現，該探測器由萊斯特大學團隊開發，並在他們的計算機上運行。當一個極端事件發生時，會在以前沒有X 射線的天空區域引起X 射線爆發，天文學家稱之為天文X 射線瞬變。儘管這些瞬態事件預示著極端事件的發生，但它們並不容易被發現，至少不容易被快速發現，因此開發了這個新工具來實時尋找新型瞬態事件。

埃文斯博士補充說：”這種類型的天體基本上是檢測不到的，直到我們建造了這個新設施，並很快發現了這種全新的、前所未見的事件。斯威夫特已經有近20 年的歷史了，它突然發現了我們從來不知道的全新事件。我認為這表明，每當你找到一種觀察太空的新方法時，你就會學到一些新東西，發現那裡有一些你以前不知道的東西。”

國際合作與未來展望

英國航天局空間科學負責人卡羅琳-哈珀博士說：”這是世界領先的’雨燕’任務的又一激動人心的發現–每當一顆類太陽恆星的軌道足夠近時，一個低質量黑洞就會’咬’它一口。”

英國航天局多年來一直與美國國家航空航天局（NASA）合作執行這項任務；英國牽頭開發了兩台關鍵科學儀器的硬件，並為斯威夫特科學數據中心提供了資金，我們將繼續為該中心提供支持。我們期待著未來斯威夫特對整個宇宙中的伽馬射線暴以及導致伽馬射線暴的大規模事件有更多的了解。