天文學家發現，不尋常的光爆發是恆星被黑洞撕裂和吞噬的結果，而真正讓所謂的潮汐瓦解事件（TDE）與眾不同的是，所涉及的黑洞似乎是「中等質量黑洞」的一個例子，這種退化的天體對天文學家提出了挑戰。
TDE 通常發生在恆星非常靠近時 超大質量黑洞 位於大型星系的中心，導致巨大的 重力 這些宇宙泰坦同時水平壓縮恆星體，同時垂直拉伸它。這種「義大利麵化」創造了一條環繞黑洞的恆星麵條。有些碎片進入中心黑洞，而大部分碎片以高能量噴流的形式以近光速爆炸。這些事件可能需要數百天甚至幾年的時間才能消失。
「AT2022zod 具有 TDE 的特徵，即當恆星與黑洞相互作用而被撕裂時我們觀察到的閃光。一般來說，這些事件並不常見，但由於我們預計幾乎每個星系的中心都會有一個超大質量黑洞，因此預計會在其宿主星系的中心觀察到 TDE，」團隊負責人澳大利亞克里斯滕尼奇大學表示。 “然而，與之前觀察到的 TDE 相比，AT2022zod 稍微偏離核心且非常短，但仍然非常有活力。”
當在如此遠的距離觀測時，TDE 通常會持續數百天，這使得 AT2022zod 每月從 10 月 13 日到 11 月 18 日的持續時間極不尋常。 「橢圓星係以擁有大量星團而聞名，同時它是無核且短命的，這讓我們很感興趣，這可能是銀河系中心之外可能存在的難以捉摸的中等質量黑洞之一，更重要的是，它開闢了一條搜索和研究它們的新途徑。
人們認為超大質量黑洞的質量是其數百萬或數十億倍 太陽而由垂死的大質量恆星形成的恆星質量黑洞的質量被認為是太陽質量的三到數百倍。這使得這兩種類型的黑洞之間存在著很大的質量範圍，人們認為其中存在著適當命名的中等質量黑洞。
由於超大質量黑洞被認為是透過質量不斷增大的黑洞之間的合併鏈生長的，因此可以合理地假設中等質量黑洞在這一生長過程中發揮關鍵作用。這意味著這個質量範圍內的黑洞在宇宙中應該相當普遍，但天文學家卻很難偵測到它們。
「我認為，很難誇大我們在尋找中等質量黑洞方面的糟糕程度。我們很擅長尋找超大質量黑洞，而且多虧了 LIGO-Virgo-Kagra 引力波探測器，我們在尋找恆星質量黑洞方面做得越來越好，但我可以用手算出到達黑洞的中等質量黑洞的數量。」達格說道。 「到目前為止，已知來自星際黑洞的潮汐膨脹現象存在，但很難觀察到。在大多數情況下，它們被銀河系中心區域的其他活動所掩蓋。”
天文學家可以根據它們發生的位置和持續時間來區分由中間黑洞引起的潮汐膨脹和超大質量黑洞撕裂恆星時產生的潮汐膨脹。
達格說：「根據我們目前對 TDE 行為的理解，我們知道事件的持續時間與黑洞的質量成正比，因此在所有其他條件相同的情況下，較短的時間段表明黑洞質量較小。」「當我將 AT2022zod 與類似距離或類似宿主星系的其他 TDE 進行比較時，我發現 AT2022zod 很特別，但它並不符合它。」
這個偏心潮汐表的發現也可能揭示更多關於這個中等質量黑洞所佔據的環境。例如，很明顯，TDE更有可能發生在恆星密集聚集的區域。 「如果你不在星團中，通常是在恆星的中央核心星團中，那麼你就不會發生潮汐膨脹，因為特定恆星跳過黑洞的可能性非常低，」達格說。這種恆星密度存在於星系的中心，但也存在著星系的非中心區域，其中恆星也緊密地堆積在一起。
超大質量黑洞失敗了？
研究團隊推測，這次潮汐現象發生在 SDSS J105602.80+561214.7 內部的球狀星團或超緊湊矮星系 (UCD) 中。球狀星團和UCD都是由接近生命盡頭的古老恆星組成的密集聚集體。
達格說：「這些系統本質上是黑洞工廠，它們擁擠的系統和動力學為黑洞合併並成長到中等質量範圍提供了機會，特別是透過失控的恆星碰撞。」「當你將這一點與都柏林大學黑洞運動學研究的觀測證據結合起來時，它使它們成為非常適合容納中等質量黑洞的環境！」
UCD 的起源目前仍籠罩在神秘之中。當兩個球狀星團被拉在一起、碰撞和合併時，這些緻密的恆星區域可能會誕生，或者UCD可能是矮星 星系 它們的外層恆星已被剝離，只剩下緊湊而緻密的裸露星系核心。
「這兩種不同的形成情境對黑洞演化有非常不同的影響。如果它們是裸核，那麼它們就是『失敗的』超大質量黑洞，與超大質量黑洞和大質量星系具有相似的形成路徑，」達格解釋道。 “如果它們只是大型球狀星團，那麼事情可能會完全不同，動力學在黑洞的形成和演化中起著至關重要的作用。”
Dage 表示，科學家知道橢圓星系擁有球狀星團恆星系統和 UCD，但在這種情況下，宿主星系距離太遠，團隊無法完全弄清楚 AT2022zod 實際環境的性質。 「我們只知道它位於某種星團中，」達格說。 「如果它位於球狀星團中，我個人會喜歡它，但從我們對附近更多系統的了解來看，UCD 作為附近宇宙中的宿主很有意義。”
她補充說，許多 UCD 物理學研究表明，它們擁有估計質量為 AT2022zod 的黑洞。這包括銀河系中一個名為半人馬座歐米茄的系統，儘管達格指出，關於我們銀河系中這個密集的星團是UCD星團還是球狀星團，仍然存在一些爭論。
雖然在可預見的未來，TDE AT2022zod 的環境可能仍然是個謎，但團隊的研究可以為發現中間黑洞提供急需的指導，這在以下情況下將變得尤為重要： 維拉·魯賓天文台 開始進行十年來的遺留時空勘測（LSST）。
達格總結道：「魯賓有望產生如此大的影響——它將為 3.3 億光年內數百萬個星團提供高度靈敏的 10 年光學覆蓋，並且應該對密集恆星環境中預期的潮汐爆發事件的數量敏感。” “我們只需要確保我們在正確的地方尋找，我們可以進行快速跟進，以更好地了解物理和主機系統，並能夠解釋我們所看到的。”
團隊成績可在紙張保存頁面上查看 arXiv。
