據(jù)中國科學(xué)院國家天文臺(tái)消息，我國“天關(guān)”衛(wèi)星在巡天中，捕捉到一個(gè)異常明亮且急劇變化的X射線源，隨后全球多臺(tái)望遠(yuǎn)鏡將“鏡頭”對(duì)準(zhǔn)此處，展開了一場跨波段的聯(lián)合觀測。
這個(gè)被編號(hào)為EP250702a（亦因其伽馬射線耀發(fā)被稱為GRB 250702B）的事件，其亮度變化、輻射節(jié)奏與光譜特征均與以往任何已知的爆發(fā)顯著不同。在最新一期《科學(xué)通報(bào)》的封面文章中，科研團(tuán)隊(duì)提出一個(gè)突破性解釋：這很可能是一個(gè)中等質(zhì)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(jìn)食”現(xiàn)場。
“天關(guān)”衛(wèi)星捕獲EP250702a事件藝術(shù)想象圖。（圖片來源：國家天文臺(tái)）
關(guān)鍵一擊，來自中國“天關(guān)”的獨(dú)特視角
此次發(fā)現(xiàn)的核心，在于“天關(guān)”衛(wèi)星獨(dú)特而互補(bǔ)的兩臺(tái)X射線望遠(yuǎn)鏡。
2025年7月2日，搭載于衛(wèi)星上的寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡WXT（昵稱“萬星瞳”）在例行巡天觀測中，發(fā)現(xiàn)一例突然出現(xiàn)的，存在劇烈光變的暫現(xiàn)源。與此同時(shí)，費(fèi)米衛(wèi)星也在相近時(shí)間探測到一系列能量極高、變化極快的伽馬射線爆發(fā)。進(jìn)一步對(duì)WXT歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行回溯分析，揭示出一個(gè)關(guān)鍵細(xì)節(jié)：早在伽馬射線爆發(fā)之前約一天，“萬星瞳”就已經(jīng)在同一位置探測到了持續(xù)的X射線輻射。在初始信號(hào)約15小時(shí)后，該源區(qū)發(fā)生了一系列劇烈的X射線閃耀變，最亮?xí)r達(dá)到約3×1049 erg/s，這個(gè)亮度使其躋身于宇宙中已知最亮的瞬間爆發(fā)事件之列。
“這個(gè)提前出現(xiàn)的X射線信號(hào)至關(guān)重要，”論文的第一作者國家天文臺(tái)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(tǒng)伽馬射線暴，其‘引擎’早已在X射線波段悄然啟動(dòng)?！?/p>
得益于“萬星瞳”提供的精確坐標(biāo)，全球多臺(tái)大型望遠(yuǎn)鏡迅速跟進(jìn)，成功在多波段上鎖定了這一天體，確定其位于一個(gè)紅移1.04的星系外圍?！疤礻P(guān)”衛(wèi)星自己的另一臺(tái)設(shè)備——后隨X射線望遠(yuǎn)鏡FXT（昵稱“風(fēng)行天”）也迅速接管，對(duì)這一事件進(jìn)行了高分辨率的精細(xì)觀測。
后續(xù)觀測進(jìn)一步揭示了該天體的劇烈演化：
“風(fēng)行天”望遠(yuǎn)鏡記錄下了長達(dá)一個(gè)多月的完整變化過程：在經(jīng)歷約一天的猛烈爆發(fā)后，其亮度在二十天內(nèi)驟降十萬倍以上。更關(guān)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(duì)增加，這可能意味著一個(gè)新的、更“柔和”的輻射成分開始顯現(xiàn)。
這些變化模式，與任何已知的伽馬射線暴或銀河系內(nèi)爆發(fā)都截然不同。
鎖定“白矮星-中等質(zhì)量黑洞”這對(duì)組合
在全球多臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的協(xié)同觀測下，EP250702a呈現(xiàn)出一系列突破常規(guī)的特征：它在數(shù)十億光年外多次爆發(fā)，持續(xù)輻射出極高能量，亮度極為驚人，且亮度和能譜在較長時(shí)間內(nèi)發(fā)生快速而復(fù)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(duì)其進(jìn)行圓滿解釋。
綜合觀測數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)勾勒出事件的三重關(guān)鍵特征：
X射線輻射早于伽馬射線爆發(fā)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(zhì)很可能以接近光速、方向性極強(qiáng)的噴流形式向外拋出；事件發(fā)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(zhì)量黑洞。
如果是大質(zhì)量恒星自身坍縮并釋放出巨大能量，但這通常只會(huì)產(chǎn)生持續(xù)秒級(jí)到分鐘級(jí)的伽馬射線暴?！斑@種持續(xù)時(shí)間極長、伴隨劇烈短時(shí)標(biāo)耀發(fā)的現(xiàn)象，非常類似于罕見的帶噴流的黑洞瓦解恒星事件?！眹姨煳呐_(tái)張文達(dá)副研究員解釋道。
基于這些觀測事實(shí)，“天關(guān)”科學(xué)團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)物理上自洽的圖景：一個(gè)中等質(zhì)量黑洞，撕裂并吞噬了一顆白矮星。
為何是中等質(zhì)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(dá)太陽的百萬倍。理論研究表明，只有質(zhì)量在數(shù)百到數(shù)十萬倍太陽質(zhì)量之間的中等質(zhì)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(gè)過程預(yù)期會(huì)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(xiàn)出的快速演化和極端亮度完美匹配。
“另一方面，費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡的伽馬射線數(shù)據(jù)為黑洞質(zhì)量提供了關(guān)鍵約束，根據(jù)其0.74秒的快速光變時(shí)標(biāo)，可以推算出黑洞的質(zhì)量應(yīng)小于約7.5萬倍太陽質(zhì)量。同時(shí)，事件發(fā)生在星系外圍，也排除了它起源于星系中心超大質(zhì)量黑洞周圍的可能性?！?鄭州大學(xué)楊俊博士進(jìn)一步解釋道。
國家天文臺(tái)金馳川研究員表示：“超短時(shí)標(biāo)、極高峰值光度以及爆發(fā)后期出現(xiàn)的軟X射線“余輝”，共同構(gòu)成了一幅連貫的物理圖景，為“中等質(zhì)量黑洞撕裂白矮星”這一劇情提供了強(qiáng)有力的支持?！薄?/p>
“‘天關(guān)’衛(wèi)星的使命，正是去捕捉宇宙中那些難以預(yù)測的極端瞬變現(xiàn)象?！薄疤礻P(guān)”衛(wèi)星首席科學(xué)家、國家天文臺(tái)研究員袁為民表示，“EP250702a的發(fā)現(xiàn)，充分展現(xiàn)了萬星瞳獨(dú)特的監(jiān)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(xiàn)了中國在全球天文探索中作出的貢獻(xiàn)?！?/p>
