超大质量黑洞撕裂高质量恒星：宇宙中最剧烈的暂现事件ENTs的发现与机制研究

研究人员通过Gaia等巡天数据发现一类极端核区暂现源(ENTs)，其峰值光度达7×1045 erg/s、持续时间>150天，能量超常规超新星千倍。通过多波段观测证实这些事件源于超大质量黑洞(SMBH, ?108 M⊙ )对高质量恒星(?3 M⊙ )的潮汐撕裂事件(TDE)，为研究高红移星系核活动及SMBH质量分布提供了新途径。

　　

在浩瀚宇宙中，星系中心的超大质量黑洞(SMBH)通过吸积周围物质释放巨大能量，这种活动往往表现为剧烈的暂现现象。传统观测到的潮汐撕裂事件(TDE)多源于黑洞对太阳质量量级恒星的破坏，其典型光度在10⁴⁴
erg/s量级。然而随着巡天技术的进步，天文学家开始捕捉到能量高出两个数量级的极端事件，这些现象挑战着现有理论框架，也暗示宇宙中可能存在更剧烈的黑洞-恒星相互作用形式。

为探索这一前沿问题，中国科学院等机构的研究团队通过分析Gaia警报系统的长期监测数据，结合DES、ZTF等多波段观测，发现了一类全新的极端核区暂现源(ENTs)。这类事件展现出三大特征：空间上严格位于宿主星系核区(偏移<0.8 kpc)、时间上具有超长时标(>150天)、能量上达到惊人水平(0.5-2.5×10⁵³
erg)。相关研究成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上，为理解宇宙极端物理过程提供了关键样本。

研究团队采用三大关键技术方法：1) 利用Gaia空间望远镜的G波段光变曲线筛选长时标高振幅事件；2) 通过DES和ZTF的多色测光数据构建黑体光谱能量分布(SED)；3) 结合NEOWISE红外数据估算尘埃遮蔽比例。样本包含三个典型ENTs：Gaia16aaw、Gaia18cdj和AT2021lwx，其宿主星系红移z≈1，通过Keck、Magellan等望远镜获取了光谱验证。

【观测特性】
光学光变曲线显示ENTs的上升时标达300-400天，峰值绝对星等M<-24，比典型超新星亮1000倍。黑体拟合显示有效温度保持~1.5×10⁴
K，有效半径随时间递减，与超新星膨胀冷却特征截然不同。

【宿主星系】
CIGALE模型分析显示ENTs宿主为质量~10¹¹
M_⊙
的星系，其恒星形成率(SFR)达70-110 M_⊙
/年。通过M-σ关系推算中心黑洞质量~10^8.4
M_⊙
，处于潮汐撕裂半径与事件视界的临界状态。

【发射线特征】
光谱中检测到宽Mg II发射线(5000-10000 km/s)，其光度达10⁴³
erg/s，与活动星系核(AGN)相当但缺乏窄线成分。Hα线宽表明存在高速气体流，支持吸积盘形成模型。

【能量输出】
积分光变曲线显示总辐射能量达(2.2±0.1)×10⁵³
erg，相当于吸积1.4 M_⊙
物质（假设10%转换效率）。尘埃回响观测显示核区遮蔽比例达20-40%，印证了致密环核介质的存在。

【物理机制】
通过排除法验证了ENTs的非超新星本质：1) 放射性镍模型需>280 M_⊙
的⁵⁶
Ni；2) 磁星模型突破中子星质量上限；3) 激波相互作用需要>1000 M_⊙
的星周物质。最可能解释是SMBH对3-10 M_⊙
恒星的潮汐瓦解，其理论预期率(~1.5×10^-2
Gpc^-3
/年)与观测下限吻合。

这项研究首次系统刻画了ENTs的观测特征，将TDE研究拓展到高质量恒星领域。这些宇宙"巨兽"的发现为探测高红移(z~4-6)星系中心黑洞提供了新手段，未来通过Rubin天文台和Roman空间望远镜的观测，有望揭示早期宇宙中SMBH的生长机制。特别值得注意的是，ENTs的极端能量输出暗示黑洞吸积过程可能存在尚未认知的高效能量释放通道，这对完善活动星系核的统一模型具有重要启示。