一幅插图展示了一颗黑洞在潮汐破坏事件（TDE）中撕裂并吞噬一颗恒星的场景。（图片来源：罗伯特·利亚（使用Canva制作））美国宇航局下一个超级望远镜，南希·格雷斯·罗曼太空望远镜（罗曼），的发射可能意味着暴力黑洞再也无法藏身。实际上，这些宇宙中的食人者可能甚至无法在“宇宙正午”躲避，这一时期发生在大约110亿到120亿年前。对这些宇宙早期血腥恒星事件的研究，可以帮助揭示超大质量黑洞是如何如此迅速地成长至如此巨大的规模。黑洞撕裂恒星的事件被称为潮汐破坏事件（TDE），它发生在不幸的恒星轨道使其过于接近超大质量黑洞的巨大引力影响时。这一过程叫做“意大利面化”，同时挤压和压扁恒星，等离子体像意大利面般缠绕在黑洞周围并逐渐被其吞噬。超大质量黑洞被一个单向的、捕光的边界称为事件视界所包围，因此研究它们的唯一方法是在它们积极消耗周围物质时。这样的物质在被称为吸积盘的结构中环绕着它们。然而，较轻的超大质量黑洞并不是贪吃的捕食者，这使得它们更难以研究。直到一颗恒星靠得太近，并在一个极其明亮的潮汐破坏事件中被撕裂，这种事件的亮度甚至可以超过超大质量黑洞所在的主星系中所有恒星的光和。潮汐破坏事件对质量约为10万到1亿个太阳的超大质量黑洞更为常见，因为质量超过10亿个太阳质量的超大质量黑洞往往会立即吞噬它们的恒星“零食”。之前的研究表明，在早期宇宙中潮汐破坏事件并不常见，因为最初的超大质量黑洞的质量甚至不到10万倍太阳的质量，因此无法撕裂恒星。然而，一项新的研究重新评估了大爆炸后10亿到20亿年间潮汐破坏事件的频率，发现它们可能比之前估计的更为频繁。尤其是在宇宙正午的拥挤环境中。计划于2026年8月30日发射，科学家们希望罗曼的高纬度时间域调查将反复观测相当于90个满月的天空区域，成为早期宇宙中潮汐破坏事件以及随后的研究的重要工具。该团队估计，鲁宾将每年探测到数千到数万次潮汐破坏事件，其中有数百次可以追溯到宇宙正午。“罗曼太空望远镜将对瞬态科学产生变革性影响（瞬态是指照亮天空后又渐渐消失的天文事件），”约翰·霍普金斯大学的研究团队负责人米切尔·卡门在一份声明中表示。 “多亏了罗曼的高灵敏度，我们可以在更远的距离和更早的宇宙时期找到多个潮汐破坏事件。”这意味着，罗曼在解决一个困扰自其前身詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST）于2022年7月开始将数据传回地球以来所形成的难题方面，处于理想的位置。早期的潮汐破坏事件如何解决黑洞增长的谜团超大质量黑洞的质量相当于数百万甚至数十亿个太阳，存在于所有大型星系的中心。当它们在相对本地的宇宙中被观察时，问题不大；它们有足够的时间通过合并和吞噬来生长。然而，JWST已定期发现超大质量黑洞，而宇宙年龄甚至不到10亿年。这是一个令人担忧的现象，因为这些早期黑洞必须经过至少10亿年的合并和贪婪的吞噬才能达到超大质量状态。科学家们对此生长可能发生的方式有两个主要理论。第一个理论认为，超大质量黑洞是从“轻种子”中生长而来的，起源于质量仅为几百倍太阳的黑洞，这些黑洞是由大质量恒星的死亡和塌缩形成的。这些黑洞的质量可能高达几百倍太阳的质量。然后，它们会随着时间的推移而合并，并以惊人的速度消耗周围的气体，从而促进它们的快速生长。要使这一理论成为正确的，每个年轻星系的中心都必须藏有一个大型黑洞。一幅插图展示了一颗直接塌缩的黑洞在一个古老星系中心形成的场景。（图片来源：罗伯特·利亚（使用Canva制作））第二个理论认为，早期的超大质量黑洞是从直接由庞大的原始气体和尘埃云的塌缩所制造的“重种子”中成长的。这将允许快速生长，因为黑洞可以在第一颗恒星出生和死亡之前开始整个合并和吞噬过程。然而，如果这是正确的途径，塌缩事件将变得稀少的事实则是一个问题。