在星系中心,超大质量黑洞如同宇宙中的巨兽,其引力足以撕裂任何靠近的恒星。然而,并非所有与黑洞的近距离接触都会导致恒星的彻底毁灭。科学家发现,一些恒星在经历多次与黑洞的擦肩而过后,虽然每次都会损失部分物质,但依然能够存活下来,并形成所谓的重复部分潮汐瓦解事件(rpTDE)。这些事件中,恒星每次经过黑洞时都会产生光爆发,但令人困惑的是,这些耀斑的亮度却逐渐减弱。
长期以来,天文学家一直试图解释这一现象。标准理论认为,恒星与黑洞的相遇会导致物质被剥离,这些物质随后落回黑洞并发出光芒。然而,模拟结果显示,即使恒星每次损失的物质减少,耀斑亮度也应保持相对稳定,这与实际观测到的亮度衰减不符。这一矛盾让科学家们困惑了多年。
雪城大学的一组研究人员提出,恒星的自转速度可能是解开这一谜团的关键。他们发现,如果恒星在首次接近黑洞之前就已经快速旋转,那么它在每次经过时自转速度的增加幅度会较小。这意味着被剥离物质落回黑洞的时间不会显著缩短,从而使得耀斑亮度随着物质损失的减少而逐渐变暗。
这一发现基于对黑洞潮汐力的深入研究。除了剥离物质外,黑洞的引力还会对恒星施加扭矩,导致其自转加速。然而,对于初始自转较快的恒星,这种加速效应会减弱,从而影响物质回落的时间和耀斑的亮度。研究人员通过模拟发现,具有显著初始自转的恒星能够更好地解释观测到的耀斑衰减模式。
那么,这些恒星为何会旋转得如此之快呢?研究人员认为,双星系统的潮汐破坏可能是一个重要原因。当两颗紧密绕转的恒星靠近超大质量黑洞时,黑洞的引力可能会拆散双星,捕获其中一颗,同时弹出另一颗。如果双星系统足够近,恒星可能会被潮汐锁定,即其自转速度与彼此绕转的速度相同。更紧密的双星系统会导致恒星旋转更快,从而在被捕获后依然保持高速自转。
这一理论不仅解释了rpTDEs中恒星的快速自转,还为理解其他恒星群的特性提供了新视角。例如,银河系中心的一些恒星可能也是通过类似机制被捕获并安置在现有轨道上的。研究人员表示,这些发现有助于深化对星系中心恒星动力学和黑洞相互作用的理解。











