中國科學技術大學天文學系蔣凝、王挺貴、孔旭等組成的研究團隊近期發現黑洞潮汐撕裂恒星事件（TDE）事件AT2022dbl的再次爆發，并迅速開展多波段后隨觀測，表明這極有可能源于超大質量黑洞重復潮汐撕裂同一顆恒星，且每次行為特征與一般典型的TDE事件完全不可區分。這是首個獲得光譜認證、也是迄今證據最為確鑿的重復性部分撕裂TDE事件，對研究TDE族群和物理有重要意義。相關成果于2024年8月9日以“The Unluckiest Star: A Spectroscopically Confirmed Repeated Partial Tidal Disruption Event AT 2022dbl”為題發表在國際天文期刊《The Astrophysical Journal Letters》上，并被英國知名科普雜志《New Scientist》采訪報道。

黑洞潮汐撕裂恒星事件（Tidal Disruption Event, TDE）是指一顆倒霉的恒星在靠近星系中心的大質量黑洞時，被黑洞潮汐撕裂并吸積，產生的強烈電磁耀發。該耀發通常在數十天內快速增亮至峰值，隨后數月至數年緩慢變暗。有意思的是，近年來發現有幾例TDE（候選體）在數年后又開始重新爆發，它們被認為是重復性TDE事件候選體，黑洞每次僅僅撕裂和吸積部分恒星物質。然而，這些候選體缺乏光變曲線之外的其他強有力觀測證據，因此未被同行廣泛認可。

圖1:紫外與光學多波段的光變曲線，倒三角表示探測的上限。2022年，第一次耀發出現，隨后消散以至不可辨認；2年之后，同一位置再次出現相似的耀發。

基于TDE重復性爆發的不斷發現，研究團隊開始關注并定期更新已知TDE后續光變曲線，以期望盡早發現新的類似事件開展及時后隨觀測。研究團隊今年1月發現TDE AT 2022dbl的再次變亮之后，立即觸發了美國雨燕衛星（Swift）和全球望遠鏡網絡（LCOGT）的多波段測光監測，并利用美國帕洛瑪天文臺的海耳望遠鏡（P200）拍攝了一條高質量的早期光譜，最終證實了這次爆發起源于TDE。有意思的是，本次耀發的光譜與第一次耀發的光譜具有極其相似的、指示恒星內部核合成元素超豐的發射線特征，這表明兩次耀發的吸積物質很有可能來源于同一顆恒星，從而給出重復性撕裂TDE的關鍵證據（圖2）。

圖2:光譜的發射線輪廓。從上至下前三條光譜與后兩條光譜分別于第一次、第二次耀發期間拍攝。涂藍色的區域表示兩次耀發中極其相似的NIII特征譜線。該譜線可通過電離恒星被瓦解后釋放出的物質來產生，其重復出現表明TDE再次發生，而相似的輪廓和強度則暗示參與其中的很可能是同一顆恒星。

基于以上觀測事實，研究團隊推測，這顆“最倒霉”的恒星可能是被黑洞從雙星系統中拽出，被黑洞束縛在一個偏心率極高的橢圓軌道上，并在靠近黑洞時被多次潮汐撕裂并“吸食”。當前光學TDE的研究基本都忽略了重復性部分撕裂TDE事件，然而本研究暗示此類事件概率可能并不低，而且常規TDE中有些其實是部分撕裂事件，因此對于重新認識光學TDE的族群統計和物理過程有重要意義。同時，本研究也說明了TDE長期高頻監測的重要性。值得一提的是，TDE也是我校與紫金山天文臺共建的墨子巡天望遠鏡（WFST）的核心科學目標之一，研究團隊預期會利用WFST發現更多類似事件，促進我們對TDE的深入理解。

論文第一作者為孔旭教授和蔣凝副研究員聯合指導的博士研究生林哲宇，共同通訊作者為蔣凝副研究員、王挺貴教授和孔旭教授。合作單位主要有中國科學院國家天文臺、武漢大學、日本廣島大學和京都大學、印度天體物理研究所等。該項研究得到國家自然科學基金委、科技部、中國科學院、中國載人航天工程、唐仲英基金會、安徽省等資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad638e

采訪報道鏈接：https://www.newscientist.com/article/2433489-unluckiest-star-may-be-trapped-in-deadly-dance-with-a-black-hole/

（天文學系、科研部）