虽然黑洞和幼儿似乎没有太多共同之处，但它们在一个方面非常相似:都是吃得乱七八糟的人，这就产生了足够的证据证明他们吃过饭。
但一种可能会留下意面的残渣或酸奶的飞溅，另一种则会产生令人难以置信的后果。当黑洞吞噬一颗恒星时，就会产生天文学家所说的“潮汐破坏事件”。这颗倒霉的恒星被撕碎的同时，还伴随着辐射的爆发，其亮度可以超过黑洞主星系中每一颗恒星的总和，持续数月，甚至数年。
由亚利桑那大学斯图尔德天文台的博士后研究助理温思祥领导的天文学家团队，利用被称为J2150的潮汐破坏事件发射的x射线，首次测量了黑洞的质量和旋转。这个黑洞属于一种特殊类型——中等质量黑洞——长期以来一直无法观测到。
亚利桑那大学天文学教授、论文合著者安·扎布鲁多夫(Ann Zabludoff)说:“我们能够在黑洞吞噬一颗恒星时捕捉到它，这为观察原本看不见的东西提供了一个绝佳的机会。”“不仅如此，通过分析耀斑，我们能够更好地理解这种难以捉摸的黑洞类别，这很可能是星系中心的大多数黑洞。”
通过重新分析用于观测J2150耀斑的x射线数据，并将其与复杂的理论模型进行比较，作者表明，这次耀斑确实源于一颗不幸的恒星和一个中等质量黑洞的相遇。这个中间黑洞的质量特别低——对于一个黑洞来说，它的质量大约是太阳质量的1万倍。
“由死恒星碎片形成的内盘发出的x射线使我们能够推断出这个黑洞的质量和旋转，并将其归类为一个中间黑洞，”温说。
在拥有超大质量黑洞的大星系中心已经观察到数十次潮汐破坏事件，在可能包含中等质量黑洞的小星系中心也观察到少数潮汐破坏事件。然而，过去的数据从来没有详细到足以证明一个单独的潮汐破坏耀斑是由一个中间黑洞驱动的。
该研究的合著者、耶路撒冷希伯来大学高级讲师尼古拉斯·斯通说:“多亏了现代天文观测，我们知道，几乎所有星系的中心都与我们的银河系相似或更大，它们的中心都有超大质量黑洞。”“这些庞然大物的大小是我们太阳质量的100万到100亿倍，当太多的星际气体落入它们附近时，它们就会成为强大的电磁辐射源。”
这些黑洞的质量与它们所在星系的总质量密切相关;最大的星系拥有最大的超大质量黑洞。
研究报告的合著者、荷兰内梅亨大学(Radboud University)和荷兰空间研究所(SRON Netherlands Institute for Space Research)的彼得·杨克(Peter Jonker)说:“我们对比银河系更小的星系中心是否存在黑洞仍然知之甚少。”“由于观测的限制，要发现远小于100万个太阳质量的中心黑洞是很有挑战性的。”
据杨克说，尽管人们认为超大质量黑洞数量很多，但它们的起源仍然未知，目前有许多不同的理论在竞相解释它们。中等质量黑洞可能是超大质量黑洞生长的种子。
他说:“因此，如果我们能更好地处理有多少真正的中间黑洞，就能帮助确定超大质量黑洞形成的理论是正确的。”
根据Zabludoff的说法，更令人兴奋的是该小组能够获得的J2150自旋的测量结果。自旋测量提供了黑洞如何生长的线索，也可能是粒子物理学的线索。
这个黑洞有一个快速的旋转，但不是最快的旋转，Zabludoff解释说，提出了一个问题，黑洞是如何在这个范围内结束旋转的。
她说:“有可能黑洞是这样形成的，从那以后就没有太大变化，或者是两个中等质量的黑洞最近合并形成了这个黑洞。”“我们知道，我们测量的自旋不包括黑洞在很长一段时间内通过稳定地吸收气体或从随机方向到达的许多快速气体零食而增长的情况。”
此外，自旋测量使天体物理学家能够检验关于暗物质性质的假设，暗物质被认为是宇宙中大部分物质的组成部分。暗物质可能由尚未在实验室实验中发现的未知基本粒子组成。斯通解释说，候选粒子包括被称为超轻玻色子的假想粒子。
“如果这些粒子存在，并且质量在一定范围内，它们将阻止中等质量黑洞快速旋转，”他说。然而，J2150的黑洞正在快速旋转。因此，我们的自旋测量排除了一大类超轻玻色子理论，展示了黑洞作为粒子物理学外星实验室的价值。”
在未来，潮汐破坏耀斑的新观测可能会让天文学家填补黑洞质量分布的空白，作者的论文发表在《天体物理学杂志》上。
斯通说:“如果事实证明大多数矮星系都包含中等质量的黑洞，那么它们将主导恒星潮汐破坏的速度。”“通过将这些耀斑的x射线发射与理论模型相吻合，我们可以对宇宙中的中等质量黑洞人口进行普查，”温补充道。
然而，要做到这一点，必须观察到更多的潮汐破坏事件。这就是为什么天文学家对即将在地球和太空上线的新望远镜寄予厚望的原因，包括维拉·c·鲁宾天文台，也被称为空间和时间的遗产调查，或LSST，预计每年会发现成千上万的潮汐破坏事件。
资料来源:亚利桑那大学
