两组天文学家使用 ESA 的XMM-Newton 太空望远镜观测到不活跃的黑洞反复爆发的光，这些黑洞一次又一次地部分摧毁恒星。这一发现是出乎意料的，因为黑洞的爆发通常只在黑洞吞噬一颗恒星时出现一次。
超大质量黑洞位于大多数星系的中心。它们的质量是太阳质量的数十万到数十亿倍。尽管如此，黑洞还是难以捉摸，会捕获光线并且很难被发现。
当一颗恒星转向接近它时，可以发现一个隐藏的超大质量黑洞。这颗恒星被强大的潮汐力撕裂，形成一个恒星碎片盘，黑洞在其上进食。在此过程中可以检测到高能 X 射线、紫外线、光学和无线电光，称为潮汐中断事件。
没有完全被摧毁
典型的潮汐瓦解事件表现出明亮的光爆发，称为耀斑，持续数月，在此期间黑洞吞噬了恒星。然而，XMM-Newton 观测到了两个具有特殊行为的新耀斑。这些耀斑在第一次爆发后在 X 射线和紫外线下反复发出明亮的光芒，这表明恒星在最初与黑洞相遇时并没有被完全摧毁。
由欧洲南方天文台的天文学家 Thomas Wevers 和德国马克斯普朗克地外物理研究所的朱柳领导的研究表明，部分恒星可能在第一次黑洞攻击中幸存下来。X 射线和紫外线数据表明，部分恒星并没有被完全吃掉，继续它们的轨道并再次遇到破坏性黑洞，导致反复出现耀斑。此活动称为部分潮汐中断事件。
天文学家在两个拥有超大质量黑洞的独立星系中发现了重复的耀斑。这些星系位于银河系外围，相距近 9 亿光年和 10 亿光年。
其中一个重新增亮事件，称为 eRASSt J045650.3−203750，是由执行 Spectrum-Roentgen-Gamma 任务的 X 射线望远镜 eROSITA 发现的。由 Zhu 领导的团队在 2021 年和 2022 年进行的 XMM-Newton 观测发现，最初的耀斑大约每 223 天就会重复爆发一次。
朱解释说：“我们第一次 XMM-Newton 观测的结果令人惊讶。与两周前 eROSITA 望远镜发现黑洞时相比，该黑洞的 X 射线光线异常剧烈地变暗。使用 XMM-Newton 和其他仪器进行的后续观察证实了我们的推测，即这种行为是由部分潮汐破坏事件引起的。”
另一个名为 AT2018fyk 的潮汐瓦解事件是由超新星全天自动巡天发现的。它在紫外线和 X 射线下明亮地发光至少 500 天，然后突然变暗。2022 年 5 月，Thomas 及其同事使用 XMM-Newton 研究了 X 射线和紫外线亮度首次出现 1200 天后的急剧增加。
回到绘图板
“起初，我们对重新增亮的含义感到非常困惑。我们不得不回到绘图板来评估所有可能的选项来解释观察到的行为。当我们意识到重复潮汐破坏事件的模型可以重现观察到的数据时，这是一个非常激动人心的时刻，”Thomas 补充道。
部分潮汐瓦解事件 AT2018fyk的视频动画描绘了该模型：一个黑洞反复摧毁一颗恒星。
总共使用了超过五天的 XMM-Newton 观测来监测来自这些来源的 X 射线光的变化。XMM-Newton 搭载的极其灵敏的欧洲光子成像相机帮助详细研究了黑洞周围的热物质。
ESA 研究员 William Alston 解释了结果的重要性。“这些新观察对于研究超大质量黑洞的影响非常有趣。在典型的潮汐破坏事件中，我们预计几千年内不会看到第二次耀斑。由于耀斑反复出现的速度如此之快，被破坏的恒星的轨道一定被束缚在超大质量黑洞附近。这些新的研究表明，被破坏的恒星在被中央超大质量黑洞从双星系统撕裂后被拉入了一个近轨道。”
进行新发现的团队遍布全球——除了 XMM-Newton 和 eROSITA，研究还涉及其他任务，包括 NASA 的 Neil Gehrels Swift 天文台、澳大利亚望远镜紧凑阵列 (ATCA) 和国际上的中子星内部成分探索者任务有效载荷空间站。通过合作，可以最详细地观察、模拟和理解这些前所未有的宇宙事件。
通常黑暗而安静
一些星系一直处于活跃状态，随着超大质量黑洞不断将气态物质拉入其轨道而发射耀斑。然而，XMM-Newton 观测到的两个新事件来自通常处于黑暗和安静状态的黑洞，直到一颗恒星靠近。这些事件是第一次从不活跃的星系中检测到重复的光爆发。这些研究的结果发表在Astronomy & Astrophysics 和 The Astrophysical Journal Letters的两篇论文中。
自 1990 年代发现它们以来，已观察到近 100 起潮汐瓦解事件。XMM-Newton 对潮汐瓦解事件的观测对于更多地了解位于像我们这样的大星系中心的超大质量黑洞的其他方法来说是至关重要的。
在未来重新增亮事件的预测期间，将密切监测这两个部分潮汐中断事件，以确认调查结果并做出进一步发现。观察者可能会安静下来，这表明这颗恒星在之前的一次燃烧中已经被整个吞没了。这些事件的动荡时期即将到来——并且开始寻找类似的部分潮汐中断事件。