在这颗黑洞周围可以看到一颗被撕裂的恒星形成的蓬松圆盘。（图片来源：NASA，ESA，Leah Hustak (STScI)）超大质量黑洞在吞噬恒星时 notoriously 混乱，但它们在享用美餐时也会停留，往往在其宇宙盛宴看似结束后的数月甚至数年后放出巨大的无线电“打嗝”。现在，追踪这些事件的科学家们发现，没有一种通用模型可以解释黑洞如何消化恒星物质。6月15日，亚利桑那大学的天文学家凯特·亚历山大在加利福尼亚州第248届美国天文学会会议上表示，这种行为取决于它们变化的饮食阶段。“有时，在看似吃完后，它们可能会消化不良，放出一个大的无线电‘打嗝’，”亚历山大在周一的新闻发布会上说道。“这些迟到的无线电打嗝可能在黑洞吃得太快或太慢时出现，所以如果你想避免消化不良，就应该始终保持适当的进食速度。”她最近的研究重点是潮汐破坏事件（TDEs），即当一颗不幸的恒星过于接近超大质量黑洞时发生的宇宙灾难。随着恒星接近这种巨兽，强大的引力场将其撕成如意大利面条般的气体碎片，这一过程被称为“意大利面化”。由于这些事件非常罕见，在任何给定的星系中大约每10万年才会发生一次，天文学家必须监测大量星系才能发现它们。历史上，针对这些破坏的无线电后续观察如果在头一年内没有检测到任何发射信号便会停止，从而留下它们的长期行为未被研究。“当我们第一次开始观察它们时，我们就停止了观察，”她说。“但事实证明，我们应该继续观察，因为常常这是发生某些非常有趣事情的时候。”在过去六年中，天文学家一直在使用位于新墨西哥州的卡尔·G·扬斯基甚大阵列（VLA）望远镜，对数十个附近的潮汐破坏事件进行首次大规模、系统的无线电观测。一篇2024年的论文，由俄勒冈大学的无线电天文学家伊薇特·申德斯和亚历山大共同撰写，首次报告大约40%的TDE在初始破坏后的几个月到几年内在无线电中被检测到，远在可见光减弱之后。今年发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究，由亚历山大主导，旨在解释这些长期处于休眠状态的系统为何会重新激活。为了揭开这个谜团，研究人员仔细审查了数十年的数据，分析了1990年至2019年间发现的91个TDE候选体，然后将重点缩小到一个标准的31个事件，进行了全面的多波长跟踪。通过将VLA无线电数据与档案中的光学和紫外线观测以及最新的X射线测量相结合，研究小组绘制了黑洞在任何特定时间点实际消耗了多少气体的图景。亚历山大在新闻发布会上解释说，将这个进食时间表与无线电耀斑出现的确切时刻进行匹配，清楚地揭示了黑洞在释放出流出物时的进食速度。一幅描绘一颗恒星被黑洞意大利面化的插图。（图片来源：ESO/M. Kornmesser）数据揭示，这些延迟的耀斑在两个极端情况下被触发：要么在黑洞迅速过度摄取气体时，要么在其进食速度减缓到几乎停滞时。在这两种情况下，研究小组发现，进入的气体有一部分被抛向外部，而不是被完全消耗。抛出的物质随后撞击黑洞周围的气体，触发粒子加速的冲击波，从而产生无线电辐射——有效地创造了宇宙“打嗝”。亚历山大指出，这种宇宙进食机制在所有规模上都是相同的，无论黑洞是相对轻质还是是比我们太阳重上百万倍的巨兽，工作方式一模一样。“对我们这些天体物理学家而言，”她说，“这真的很酷，因为我们现在开始理解物理在这些非常不同的质量范围内是如何运作的。”研究小组还发现，注定要在之后发光的TDE在其早期光学光谱中留下了独特的化学指纹，以氦发射线的形式出现。这一特征表明，恒星的被撕裂残骸在周围黑洞上形成一个整齐、可吞噬的圆盘期间花费了一些时间——几乎保证会出现延迟的宇宙消化不良，亚历山大说。“这些黑洞正在进行更长时间的进餐，”她表示。基于这些发现，研究小组建议，在发现后的两到六年内寻找这些晚起无线电信号是最有效的时间窗口。最终，研究小组表示，这种预测的化学蓝图可以作为一种宝贵的筛选工具，通过筛选出安静进食者来过滤可观察的TDE，从而优化研究的效率。