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使用钱德拉、斯威夫特和XMM-Newton数据的研究人员在理解超大质量黑洞如何以及何时获得并消耗物质方面取得了重要进展。这位艺术家的插图显示了一颗恒星，它部分被AT2018fyk系统中的一个巨大黑洞破坏了。天文学家正确地预测了黑洞在恒星碎片上的最后一次进食何时结束，并预测其下一次进食将在2025年5月至8月之间开始。只要恒星在干扰中幸存下来，这些食物应该每3.5年发生一次。图像：uux.cn/NASA/CXC/M.Weis

（神秘的地球uux.cn）据美国宇航局（李莫洪）：通过使用美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台和Neil Gehrels Swift天文台以及欧洲航天局XMM-Newton的新数据，一组研究人员在了解超大质量黑洞如何以及何时获得并消耗物质方面取得了重要进展，正如我们最新的新闻稿所述。

这位艺术家的印象显示，一颗恒星在AT2018fyk系统中被这样一个黑洞部分破坏。AT2018fyk中的超大质量黑洞——质量约为太阳的5000万倍——位于距离地球约8.6亿光年的星系中心。

天文学家已经确定，一颗恒星在AT2018fyk中围绕黑洞的高度椭圆轨道上，因此它离黑洞最远的点比最近的点大得多。在其最近的接近过程中，黑洞的潮汐力从恒星中拉出一些物质，产生两个“恒星碎片”的潮汐尾。

该图显示了恒星部分毁灭后不久轨道上的一个点，当时潮汐尾仍然非常接近恒星。在恒星轨道的后期，被破坏的物质返回黑洞并失去能量，导致轨道后期X射线亮度大幅增加（此处未显示）。每次恒星返回其最近的接近点时，这个过程都会重复，大约每3.5年一次。该图描绘了恒星在其第二轨道上的情况，以及作为第一次潮汐相遇的副产品在黑洞周围产生的X射线发射气体盘。

研究人员在2018年注意到AT2018fyk，当时光学地面调查ASAS-SN检测到该系统变得更加明亮。在用美国国家航空航天局的NICER和钱德拉以及XMM-Newton进行观测后，研究人员确定亮度的激增来自潮汐破坏事件（TDE），这表明一颗恒星在飞得离黑洞太近后完全撕裂并部分被吞噬。在这张图像中，AT2018fyk的钱德拉数据显示为该区域更宽视场的光学图像的插图。图像：uux.cn/X射线：麻省理工学院美国国家航空航天局/SAO/Kavli研究所/D.R.Pasham；光学：NSF/遗产调查/SDSS

当来自被摧毁恒星的物质接近黑洞时，它会变得更热，并产生X射线和紫外线。这些信号随后消失了，这与恒星上没有任何东西可供黑洞消化的观点一致。

然而，大约两年后，来自银河系的X射线和紫外线再次变得更加明亮。据天文学家称，这意味着这颗恒星可能在黑洞最初的引力作用下幸存下来，然后与黑洞一起进入高度椭圆的轨道。在第二次接近黑洞的过程中，更多的物质被拉出，产生了更多的X射线和紫外线。

根据他们对这颗恒星及其轨道的了解，一组天文学家预测，黑洞的第二顿饭将于2023年8月结束，并申请钱德拉观测时间进行检查。钱德拉在2023年8月14日的观测确实显示了黑洞进食结束的迹象，X射线突然下降。研究人员还更好地估计了恒星完成一个轨道需要多长时间，并预测了黑洞未来的用餐时间。

一篇描述这些结果的论文发表在2024年8月14日出版的《天体物理学杂志》上，并可在网上查阅。作者是Dheeraj Passam（麻省理工学院）、Eric Coughlin（雪城大学）、Muryel Guolo（约翰·霍普金斯大学）、Thomas Wevers（太空望远镜科学研究所）、Chris Nixon（英国利兹大学）、Jason Hinkle（夏威夷大学马诺阿分校）和Ananaya Bandopadhyay（雪城）。

美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉项目。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。

视觉描述：

在这幅数字插图中，一颗恒星在绕超大质量黑洞运行时会释放恒星碎片。这位艺术家的印象代表了一个距离地球约8.6亿光年的星系的中心。

超大质量黑洞位于我们的左上角。它就像一个不规则的、漆黑的球体，位于杏仁形旋转的沙子和泥土口袋的中心。虽然质地粗糙，但旋转的棕色和灰色口袋实际上是一个热气盘。

靠近我们右下角的是绕轨道运行的恒星。在这幅图中，恒星离我们相对较近，黑洞远远地跟在它后面。从这个角度来看，恒星是一个蓝白色的球，看起来比远处的黑洞稍大。

两条锥形条纹从发光的星星上剥落，就像一个微笑的后角。这些条纹代表恒星碎片的潮汐尾；由黑洞引力从恒星表面拉出的物质。这种恒星的部分毁灭每3.5年发生一次，当恒星的轨道使其最接近超大质量黑洞时。

在轨道运行期间，来自潮汐尾的恒星碎片被黑洞吞噬。这种消化的副产品是X射线气体，它在黑洞周围的圆盘中旋转。

在网格的左上角是被称为MACS J0416的遥远星系团的图像。在这里，黑暗的太空充满了发光的点和微小的形状，有白色、紫色、橙色、金色和红色，每个都是一个独特的星系。经过仔细观察（并大量放大！），一些看似微小的星系的螺旋臂在这张非常详细的图像中显现出来。框架中间轻轻拱起一条柔软的紫色带子；钱德拉探测到的过热气体储层。

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