他們?cè)?019年10月8日的觀測(cè)表明，這顆恒星的大部分物質(zhì)被高速吹走--每秒高達(dá)1萬公里（每小時(shí)2200萬英里）--并形成一個(gè)球形的氣體云，阻擋了黑洞吞噬恒星剩余部分時(shí)產(chǎn)生的大部分高能輻射。

(資料圖)

早些時(shí)候，對(duì)這顆被稱為AT2019qiz的爆炸的光學(xué)光的其他觀察顯示，這顆恒星的大部分物質(zhì)在一股強(qiáng)大的風(fēng)中向外拋出。然而，關(guān)于光的偏振的新數(shù)據(jù)，在事件最亮的時(shí)候，可見光或光學(xué)波長(zhǎng)的偏振基本為零，向天文學(xué)家表明，該云很可能是球形對(duì)稱的。

加州大學(xué)伯克利分校天文學(xué)教授、研究小組成員Alex Filippenko說：“這是第一次有人推斷出潮汐意大利面條化的恒星周圍氣體云的形狀?！?/p>

這些發(fā)現(xiàn)支持了一個(gè)答案，即為什么天文學(xué)家在迄今為止觀察到的數(shù)十次潮汐破壞事件中沒有看到高能輻射，如X射線：X射線是由從恒星上撕下的物質(zhì)產(chǎn)生的，在落入黑洞周圍的吸積盤中，被黑洞的強(qiáng)風(fēng)向外吹的氣體所遮擋。

這項(xiàng)研究的主要作者、加州大學(xué)伯克利分校的研究生Kishore Patra說：“這項(xiàng)觀察排除了理論上提出的一類解決方案，給我們提供了一個(gè)關(guān)于黑洞周圍氣體發(fā)生情況的更強(qiáng)約束。人們已經(jīng)看到了風(fēng)從這些事件中出來的其他證據(jù)，我認(rèn)為這個(gè)偏振研究肯定使這個(gè)證據(jù)更加有力，在這個(gè)意義上，如果沒有足夠數(shù)量的風(fēng)，你就不會(huì)得到一個(gè)球形的幾何。這里有趣的事實(shí)是，恒星中相當(dāng)一部分向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)最終并沒有落入黑洞--它被吹離了黑洞?！?/p>

許多理論家假設(shè)，恒星碎片在中斷后形成一個(gè)偏心的、不對(duì)稱的圓盤。然而，一個(gè)偏心盤預(yù)計(jì)會(huì)顯示出相對(duì)較高的偏振程度，這將意味著也許總光的百分之幾是偏振的。在這次潮汐破壞事件中沒有觀察到這種情況。

團(tuán)隊(duì)成員、加州大學(xué)伯克利分校天文學(xué)副教授盧文斌說：“一個(gè)超大質(zhì)量黑洞能做的最瘋狂的事情之一就是通過其巨大的潮汐力來撕裂一顆恒星。這些恒星潮汐破壞事件是天文學(xué)家了解星系中心超大質(zhì)量黑洞的存在并測(cè)量其屬性的極少數(shù)方法之一。然而，由于數(shù)值模擬此類事件的計(jì)算成本極高，天文學(xué)家仍然不了解潮汐破壞后的復(fù)雜過程?！?/p>

11月6日，也就是10月觀測(cè)的29天后，第二組觀測(cè)顯示，光線的偏振非常輕微，大約為1%，這表明云層已經(jīng)變薄，足以顯示出黑洞周圍的不對(duì)稱氣體結(jié)構(gòu)。這兩次觀測(cè)都來自加州圣何塞附近的利克天文臺(tái)的3米Shane望遠(yuǎn)鏡，該望遠(yuǎn)鏡裝有 Kast 光譜儀，這種儀器可以在整個(gè)光學(xué)光譜上確定光的偏振。當(dāng)光從氣體云中的電子上散射下來時(shí)，它就變成了偏振--其電場(chǎng)主要朝一個(gè)方向振動(dòng)。

Patra說：“吸積盤本身很熱，足以發(fā)出大部分的X射線，但是這些光必須穿過這片云，在它能夠逃出這片云之前，有許多光的散射、吸收和再發(fā)射。隨著這些過程中的每一個(gè)，光失去了它的一些光子能量，一直到紫外線和光學(xué)能量。然后，最后的散射決定了光子的偏振狀態(tài)。因此，通過測(cè)量偏振，我們可以推斷出發(fā)生最終散射的表面的幾何形狀。”

Patra指出，這種“死亡床”的情況可能只適用于正常的潮汐破壞--而不是"怪球"，在這種情況下，相對(duì)論的物質(zhì)射流被驅(qū)逐出黑洞的兩極。只有對(duì)來自這些事件的光的偏振進(jìn)行更多的測(cè)量才能回答這個(gè)問題。

他說：“偏振研究是非常具有挑戰(zhàn)性的，而且全世界很少有人精通這種技術(shù)來利用它。所以，對(duì)于潮汐干擾事件來說，這是一個(gè)未知的領(lǐng)域。”

研究人員在一篇已經(jīng)發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上的論文中報(bào)告了他們的觀察。

加州大學(xué)伯克利分校的研究人員計(jì)算出，偏振光是從一個(gè)半徑約為100天文單位（au）的球形云的表面發(fā)出的，比地球離太陽的距離遠(yuǎn)100倍。來自熱氣體的光學(xué)輝光從一個(gè)大約30au的區(qū)域發(fā)出。

2019年的光譜偏振觀測(cè)--一種測(cè)量許多波長(zhǎng)的光的偏振的技術(shù)--是對(duì)AT2019qiz的觀測(cè)，這是一個(gè)位于埃里達(dá)努斯星座的螺旋星系中的潮汐破壞。10月份整個(gè)光譜的零偏振表明了一個(gè)球形對(duì)稱的氣體云--所有的偏振光子相互平衡。11月的測(cè)量結(jié)果的輕微偏振表明有一個(gè)小的不對(duì)稱性。由于這些潮汐擾動(dòng)發(fā)生在遙遠(yuǎn)的星系中心，所以它們只顯示為一個(gè)光點(diǎn)，而偏振是天體形狀的少數(shù)指示之一。

Filippenko說：“這些破壞事件非常遙遠(yuǎn)，你無法真正解決它們，所以你無法研究事件的幾何形狀或這些爆炸的結(jié)構(gòu)。但是研究偏振光實(shí)際上有助于我們推斷出關(guān)于該爆炸中物質(zhì)分布的一些信息，或者在這種情況下，這個(gè)黑洞周圍的氣體--可能還有吸積盤--是如何形成的?！?/p>