環球關注：被黑洞撕裂的恒星的最終命運：以每小時2200萬英里的速度變形

他們在2019年10月8日的觀測表明，這顆恒星的大部分物質被高速吹走--每秒高達1萬公里（每小時2200萬英里）--并形成一個球形的氣體云，阻擋了黑洞吞噬恒星剩余部分時產生的大部分高能輻射。

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早些時候，對這顆被稱為AT2019qiz的爆炸的光學光的其他觀察顯示，這顆恒星的大部分物質在一股強大的風中向外拋出。然而，關于光的偏振的新數據，在事件最亮的時候，可見光或光學波長的偏振基本為零，向天文學家表明，該云很可能是球形對稱的。

加州大學伯克利分校天文學教授、研究小組成員Alex Filippenko說：“這是第一次有人推斷出潮汐意大利面條化的恒星周圍氣體云的形狀。”

這些發現支持了一個答案，即為什么天文學家在迄今為止觀察到的數十次潮汐破壞事件中沒有看到高能輻射，如X射線：X射線是由從恒星上撕下的物質產生的，在落入黑洞周圍的吸積盤中，被黑洞的強風向外吹的氣體所遮擋。

這項研究的主要作者、加州大學伯克利分校的研究生Kishore Patra說：“這項觀察排除了理論上提出的一類解決方案，給我們提供了一個關于黑洞周圍氣體發生情況的更強約束。人們已經看到了風從這些事件中出來的其他證據，我認為這個偏振研究肯定使這個證據更加有力，在這個意義上，如果沒有足夠數量的風，你就不會得到一個球形的幾何。這里有趣的事實是，恒星中相當一部分向內旋轉的物質最終并沒有落入黑洞--它被吹離了黑洞。”

許多理論家假設，恒星碎片在中斷后形成一個偏心的、不對稱的圓盤。然而，一個偏心盤預計會顯示出相對較高的偏振程度，這將意味著也許總光的百分之幾是偏振的。在這次潮汐破壞事件中沒有觀察到這種情況。

團隊成員、加州大學伯克利分校天文學副教授盧文斌說：“一個超大質量黑洞能做的最瘋狂的事情之一就是通過其巨大的潮汐力來撕裂一顆恒星。這些恒星潮汐破壞事件是天文學家了解星系中心超大質量黑洞的存在并測量其屬性的極少數方法之一。然而，由于數值模擬此類事件的計算成本極高，天文學家仍然不了解潮汐破壞后的復雜過程。”

11月6日，也就是10月觀測的29天后，第二組觀測顯示，光線的偏振非常輕微，大約為1%，這表明云層已經變薄，足以顯示出黑洞周圍的不對稱氣體結構。這兩次觀測都來自加州圣何塞附近的利克天文臺的3米Shane望遠鏡，該望遠鏡裝有 Kast 光譜儀，這種儀器可以在整個光學光譜上確定光的偏振。當光從氣體云中的電子上散射下來時，它就變成了偏振--其電場主要朝一個方向振動。

Patra說：“吸積盤本身很熱，足以發出大部分的X射線，但是這些光必須穿過這片云，在它能夠逃出這片云之前，有許多光的散射、吸收和再發射。隨著這些過程中的每一個，光失去了它的一些光子能量，一直到紫外線和光學能量。然后，最后的散射決定了光子的偏振狀態。因此，通過測量偏振，我們可以推斷出發生最終散射的表面的幾何形狀。”

Patra指出，這種“死亡床”的情況可能只適用于正常的潮汐破壞--而不是"怪球"，在這種情況下，相對論的物質射流被驅逐出黑洞的兩極。只有對來自這些事件的光的偏振進行更多的測量才能回答這個問題。

他說：“偏振研究是非常具有挑戰性的，而且全世界很少有人精通這種技術來利用它。所以，對于潮汐干擾事件來說，這是一個未知的領域。”

研究人員在一篇已經發表在《皇家天文學會月刊》上的論文中報告了他們的觀察。

加州大學伯克利分校的研究人員計算出，偏振光是從一個半徑約為100天文單位（au）的球形云的表面發出的，比地球離太陽的距離遠100倍。來自熱氣體的光學輝光從一個大約30au的區域發出。

2019年的光譜偏振觀測--一種測量許多波長的光的偏振的技術--是對AT2019qiz的觀測，這是一個位于埃里達努斯星座的螺旋星系中的潮汐破壞。10月份整個光譜的零偏振表明了一個球形對稱的氣體云--所有的偏振光子相互平衡。11月的測量結果的輕微偏振表明有一個小的不對稱性。由于這些潮汐擾動發生在遙遠的星系中心，所以它們只顯示為一個光點，而偏振是天體形狀的少數指示之一。

Filippenko說：“這些破壞事件非常遙遠，你無法真正解決它們，所以你無法研究事件的幾何形狀或這些爆炸的結構。但是研究偏振光實際上有助于我們推斷出關于該爆炸中物質分布的一些信息，或者在這種情況下，這個黑洞周圍的氣體--可能還有吸積盤--是如何形成的。”