（图片来源：João Queirós/stock.adobe.com）
黑洞吞噬物质的过程并非悄无声息，有时恒星被强大引力撕裂，黑洞周围会出现猛烈的物质外流，甚至向太空射出强大的喷流。天文学家近期发现，从质量为太阳十倍的恒星级黑洞到质量是太阳数百万倍的超大质量黑洞，可能都遵循着同一条隐藏规律。
据《科学日报》报导，这项发现由普林斯顿高等研究院自然科学学院成员安德鲁·穆默里与西澳大利亚科廷大学国际射电天文学研究中心研究员阿黛尔·古德温共同完成，研究成果刊登于《自然・天文学》。
恒星遭撕裂黑洞迎来剧烈变化
黑洞常被形容为宇宙中的吸尘器，这个比喻并不能完整呈现它们吞噬物质时的情况。当一颗恒星过度接近超大质量黑洞，强大的引力可能将它撕裂，形成天文学家所称的“潮汐瓦解事件”。
恒星被撕碎后，并非所有物质都会直接落入黑洞。一部分物质朝黑洞坠落，另外有大量物质被猛烈地向外抛射，形成强大的外流。这些物质能被带往遥远的太空，对所在星系造成显著影响。
对天文学家而言，潮汐瓦解事件提供了一个难得的观察窗口。超大质量黑洞周围的变化，平时可能需要数千年，甚至数百万年才逐渐显现，但如果是恒星突然被撕裂，大量物质涌入黑洞周围，相关的吞噬过程可能在短短数年内发生，让研究人员得以在相对有限的时间里追踪变化。
研究共同作者安德鲁表示，团队想解开的谜题之一是为什么有些超大质量黑洞在恒星遭撕裂后，几乎立刻会产生无线电喷流；另一些却在数月、数年后，才突然启动喷流。
两个时期 喷流接连登场
为了寻找答案，研究团队整合来自美国、澳洲、印度、南非及太空望远镜的观测资料，涵盖可见光、紫外线、X射线与无线电波等不同波段。研究人员先检视了20次潮汐瓦解事件，再从中挑选出10个品质较高的案例，以便较可靠地判断黑洞的吞噬速率，以及电波外流出现的时间。
分析结果显示，黑洞喷流的形成可能有两个截然不同的时期。第一个时期出现在事件早期，此时黑洞正以极高的速率吞噬物质，喷流可能很快会出现。第二个时期来得较晚，通常是在恒星最初被撕裂后数百至数千天，黑洞的吞噬速率已经明显下降时。
研究发现，这个较晚的阶段有一个值得注意的数字，黑洞的吸积率降至爱丁顿极限的2%。爱丁顿极限描述的是辐射向外的压力与重力向内的拉力达到平衡时，物质吸积涉及的重要尺度。研究团队注意到，这个2%的门槛，过去已在银河系内质量小得多的黑洞喷流现象中出现。
如今，在超大质量黑洞的观测资料中也找到相同的数值，让研究人员看见一个跨越巨大质量差异的共同特征。
从小黑洞到巨型黑洞可能共享同一规律
天文学家长期怀疑，不同质量的黑洞可能遵循相同的基本物理规律，但要直接验证并不容易。超大质量黑洞的变化尺度极长，使得研究人员难以在短时间内观察完整过程，潮汐瓦解事件让这项研究有了不同的切入点。当恒星被撕裂，黑洞周围的吸积过程能在数年内发展，研究人员得以观察原本难以即时追踪的变化。
这项研究的关键想法，据报导源于一场在马德里举行的天文物理学会议。当时安德鲁与阿黛尔在酒吧交谈，意识到过去用来描述较小黑洞喷流的规律，或许也能套用在超大质量黑洞身上，后续观测分析为这个想法提供了支持。
黑洞喷流不仅是宇宙中醒目的高能现象，也为天文学家提供研究黑洞周遭环境的线索。若能更准确地预测延迟喷流何时可能出现，研究人员就有机会更有效地安排观测，增加捕捉短暂事件的机率。
从一颗被撕裂的恒星，到数百、数千天后再度出现的喷流，黑洞的活动呈现出远比“吞噬”更复杂的面貌。这项研究揭示的共同门槛或许将成为天文学家追踪黑洞喷流的一把新钥匙。
