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發布時間:2026-02-11 10:26 來源:科普中國
據中國科學院國家天文臺消息,我國“天關”衛星在巡天中,捕捉到一個異常明亮且急劇變化的X射線源,隨后全球多臺望遠鏡將“鏡頭”對準此處,展開了一場跨波段的聯合觀測。
這個被編號為EP250702a(亦因其伽馬射線耀發被稱為GRB 250702B)的事件,其亮度變化、輻射節奏與光譜特征均與以往任何已知的爆發顯著不同。在最新一期《科學通報》的封面文章中,科研團隊提出一個突破性解釋:這很可能是一個中等質量黑洞撕裂并吞噬一顆白矮星的過程。這也是人類首次捕捉到如此極端的黑洞“進食”現場。

“天關”衛星捕獲EP250702a事件藝術想象圖。(圖片來源:國家天文臺)
關鍵一擊,來自中國“天關”的獨特視角
此次發現的核心,在于“天關”衛星獨特而互補的兩臺X射線望遠鏡。
2025年7月2日,搭載于衛星上的寬視場X射線望遠鏡WXT(昵稱“萬星瞳”)在例行巡天觀測中,發現一例突然出現的,存在劇烈光變的暫現源。與此同時,費米衛星也在相近時間探測到一系列能量極高、變化極快的伽馬射線爆發。進一步對WXT歷史數據進行回溯分析,揭示出一個關鍵細節:早在伽馬射線爆發之前約一天,“萬星瞳”就已經在同一位置探測到了持續的X射線輻射。在初始信號約15小時后,該源區發生了一系列劇烈的X射線閃耀變,最亮時達到約3×1049 erg/s,這個亮度使其躋身于宇宙中已知最亮的瞬間爆發事件之列。
“這個提前出現的X射線信號至關重要,”論文的第一作者國家天文臺李東悅博士表示,“它告訴我們,這不是以伽馬射線閃亮開場的傳統伽馬射線暴,其‘引擎’早已在X射線波段悄然啟動。”
得益于“萬星瞳”提供的精確坐標,全球多臺大型望遠鏡迅速跟進,成功在多波段上鎖定了這一天體,確定其位于一個紅移1.04的星系外圍!疤礻P”衛星自己的另一臺設備——后隨X射線望遠鏡FXT(昵稱“風行天”)也迅速接管,對這一事件進行了高分辨率的精細觀測。
后續觀測進一步揭示了該天體的劇烈演化:
“風行天”望遠鏡記錄下了長達一個多月的完整變化過程:在經歷約一天的猛烈爆發后,其亮度在二十天內驟降十萬倍以上。更關鍵的是,其晚期X射線輻射的能譜平均能量降低,低能(軟)X射線成分相對增加,這可能意味著一個新的、更“柔和”的輻射成分開始顯現。
這些變化模式,與任何已知的伽馬射線暴或銀河系內爆發都截然不同。
鎖定“白矮星-中等質量黑洞”這對組合
在全球多臺望遠鏡的協同觀測下,EP250702a呈現出一系列突破常規的特征:它在數十億光年外多次爆發,持續輻射出極高能量,亮度極為驚人,且亮度和能譜在較長時間內發生快速而復雜的變化。這些特征交織在一起,無法用以往任何一種單一的天文事件模型對其進行圓滿解釋。
綜合觀測數據,研究團隊勾勒出事件的三重關鍵特征:
X射線輻射早于伽馬射線爆發約1天,這與普通伽馬暴的典型模式不同,暗示其物理起源可能更為特殊;極高的亮度與高能輻射特征,表明物質很可能以接近光速、方向性極強的噴流形式向外拋出;事件發生于星系外圍,而非星系中心,這說明其背后的“引擎”并非通常位于星系核心的超大質量黑洞。
如果是大質量恒星自身坍縮并釋放出巨大能量,但這通常只會產生持續秒級到分鐘級的伽馬射線暴!斑@種持續時間極長、伴隨劇烈短時標耀發的現象,非常類似于罕見的帶噴流的黑洞瓦解恒星事件。”國家天文臺張文達副研究員解釋道。
基于這些觀測事實,“天關”科學團隊提出了一個物理上自洽的圖景:一個中等質量黑洞,撕裂并吞噬了一顆白矮星。
為何是中等質量黑洞撕裂吞噬白矮星?
白矮星是恒星死亡后留下的、密度極高的致密殘骸,其平均密度可達太陽的百萬倍。理論研究表明,只有質量在數百到數十萬倍太陽質量之間的中等質量黑洞,才有能力在不“囫圇吞棗”的情況下,將如此致密的白矮星用潮汐力撕碎。這個過程預期會釋放出極其短暫而劇烈的能量,并伴隨著明亮且快速的噴流,與EP250702a展現出的快速演化和極端亮度完美匹配。
“另一方面,費米望遠鏡的伽馬射線數據為黑洞質量提供了關鍵約束,根據其0.74秒的快速光變時標,可以推算出黑洞的質量應小于約7.5萬倍太陽質量。同時,事件發生在星系外圍,也排除了它起源于星系中心超大質量黑洞周圍的可能性。” 鄭州大學楊俊博士進一步解釋道。
國家天文臺金馳川研究員表示:“超短時標、極高峰值光度以及爆發后期出現的軟X射線“余輝”,共同構成了一幅連貫的物理圖景,為“中等質量黑洞撕裂白矮星”這一劇情提供了強有力的支持!薄
“‘天關’衛星的使命,正是去捕捉宇宙中那些難以預測的極端瞬變現象!薄疤礻P”衛星首席科學家、國家天文臺研究員袁為民表示,“EP250702a的發現,充分展現了萬星瞳獨特的監測能力。它不僅證明了我們能率先捕捉宇宙的極端瞬間,更體現了中國在全球天文探索中作出的貢獻。”
內容綜合自新華社、中國科學院國家天文臺