宇宙中，黑洞作為引力超強(qiáng)、連光都無法逃逸的神秘天體，其吞噬周邊天體的過程一直吸引著天文學(xué)家的目光。近日，天文學(xué)領(lǐng)域迎來一項(xiàng)重大突破，天文學(xué)家通過對高能宇宙爆發(fā)事件的深入研究，首次捕捉到中等質(zhì)量黑洞“進(jìn)食”白矮星的極端現(xiàn)場，并獲取直接證據(jù)，刷新了人類對極端天體物理過程的認(rèn)知。

這一突破性成果源于對中國天關(guān)衛(wèi)星（愛因斯坦探針，英文縮寫EP）巡天捕獲的編號為EP250702a高能宇宙爆發(fā)事件的研究。該事件異常明亮且變化急劇，其亮度變化、輻射節(jié)奏與光譜特征均與以往已知的爆發(fā)截然不同。天關(guān)衛(wèi)星在巡天中捕捉到這一異常X射線源后，全球多臺(tái)望遠(yuǎn)鏡迅速將“鏡頭”對準(zhǔn)該區(qū)域，展開跨波段的聯(lián)合觀測。

此次發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵在于天關(guān)衛(wèi)星搭載的兩臺(tái)獨(dú)特且互補(bǔ)的X射線望遠(yuǎn)鏡——“萬星瞳”寬視場X射線望遠(yuǎn)鏡（WXT）和“風(fēng)行天”后隨X射線望遠(yuǎn)鏡（FXT）。2025年7月2日，“萬星瞳”在例行巡天觀測時(shí)，發(fā)現(xiàn)一例突然出現(xiàn)且存在劇烈光變的暫現(xiàn)源。與此同時(shí)，美國費(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)一步分析“萬星瞳”歷史數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，早在伽馬射線爆發(fā)前約一天，“萬星瞳”就已在同一位置探測到持續(xù)的X射線輻射。

國家天文臺(tái)李東悅博士指出，這個(gè)提前出現(xiàn)的X射線信號意義重大，表明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)。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這一天體，確定其位于一個(gè)紅移1.04的星系外圍。“風(fēng)行天”隨后接管，對EP250702a事件進(jìn)行高分辨率精細(xì)觀測，記錄下長達(dá)1個(gè)多月的完整變化過程。在經(jīng)歷約1天的猛烈爆發(fā)后，該天體亮度在20天內(nèi)驟降10萬倍以上，且晚期X射線輻射的能譜平均能量降低，低能（軟）X射線成分相對增加，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)都不同。

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：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。這些特征無法用以往單一的天文事件模型圓滿解釋。綜合觀測數(shù)據(jù)，天關(guān)衛(wèi)星科學(xué)團(tuán)隊(duì)勾勒出該事件的三重關(guān)鍵特征：X射線輻射早于伽馬射線爆發(fā)約1天，暗示其物理起源特殊；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，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。

國家天文臺(tái)張文達(dá)副研究員認(rèn)為，大質(zhì)量恒星自身坍縮通常只會(huì)產(chǎn)生持續(xù)秒級到分鐘級的伽馬射線暴，而此次事件持續(xù)時(shí)間極長、伴隨劇烈短時(shí)標(biāo)耀發(fā)，非常類似于罕見的帶噴流的黑洞瓦解恒星事件。基于觀測事實(shí)，天關(guān)衛(wèi)星科學(xué)團(tuán)隊(duì)提出，EP250702a事件是一個(gè)中等質(zhì)量黑洞撕裂并吞噬了一顆白矮星。

本次事件中，X射線亮度衰減起始更早，噴流能量顯著高于以往所有觀測到的帶噴流的黑洞潮汐瓦解恒星事件。其整體衰減時(shí)標(biāo)遠(yuǎn)短于此前幾例中等質(zhì)量黑洞潮汐瓦解事件候選體，且X射線峰值亮度極高，超出所有已知同類事件至少一個(gè)量級，甚至可達(dá)百倍之多。在天關(guān)衛(wèi)星首席科學(xué)家袁為民研究員看來，“衰減極快”與“亮度極高”這一組合特征表明，此次被黑洞撕碎的恒星很可能是一顆高密度白矮星。若是普通恒星被撕碎，物質(zhì)回落與發(fā)光過程通常緩慢得多，往往持續(xù)數(shù)年甚至更久。

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)百倍到數(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，用潮汐力將如此致密的白矮星撕碎。這個(gè)過程會(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。鄭州大學(xué)物理學(xué)院天體物理研究所青年教師楊俊解釋稱，費(fèi)米衛(wèi)星的伽馬射線數(shù)據(jù)為黑洞質(zhì)量提供了關(guān)鍵約束，可推算出本次研究黑洞的質(zhì)量應(yīng)小于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。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)成一幅連貫的物理圖景，為中等質(zhì)量黑洞撕裂白矮星這一推測提供了強(qiáng)有力的支持。

國際學(xué)界對EP250702a事件的起源存在不同意見，有研究提出它可能源于恒星質(zhì)量黑洞與一顆氦星的并合，也有模型考慮恒星級黑洞撕裂普通恒星的可能性。香港大學(xué)戴麗心教授指出，不同模型的并存恰恰體現(xiàn)了該事件的巨大科學(xué)價(jià)值，白矮星 - 中等質(zhì)量黑洞模型能最自然地解釋其快速演化和極端能量輸出。袁為民研究員表示，天關(guān)衛(wèi)星的使命是捕捉宇宙中難以預(yù)測的極端瞬變現(xiàn)象，EP250702a的發(fā)現(xiàn)充分展現(xiàn)出“萬星瞳”獨(dú)特的監(jiān)測能力，證明中國在全球天文探索中能夠作出決定性貢獻(xiàn)。這一中等質(zhì)量黑洞以噴流形式撕裂白矮星事件的發(fā)現(xiàn)研究，不僅有助于揭示中等質(zhì)量黑洞這一長期“失蹤”的黑洞族群，也為研究黑洞生長、致密天體的最終命運(yùn)以及多信使天文學(xué)打開了全新的突破口。