近日，中国科学技术大学天文学系墨子巡天望远镜（WFST）科学团队发现了一例具有至少五次周期性光学耀发的核区暂现源AT2023uqm。这是目前已知的第二例河外光学周期性暂现源。并且，AT2023uqm的每次耀发能量呈现近乎指数级的增长——这种前所未有的“失控”行为，意味着研究人员正在目睹一颗恒星被超大质量黑洞逐步瓦解、走向终结的过程。相关成果以“A Star’s Death by a Thousand Cuts: The Runaway Periodic Eruptions of AT2023uqm”为题，发表在国际学术期刊《Science Bulletin》上。

潮汐瓦解恒星事件（TDE）是指恒星过于靠近超大质量黑洞时被其潮汐力撕碎，部分恒星残骸被黑洞吸积并释放出剧烈辐射的过程。如果恒星未被完全瓦解，仅外层物质被剥离而核心得以保留，则称为部分潮汐瓦解恒星事件（partial TDE，pTDE）。而当恒星处于一条束缚轨道上、围绕黑洞做周期性运动时，每次靠近黑洞都可能重复发生这种部分潮汐瓦解——这便是重复部分潮汐瓦解事件（rpTDE），它会产生周期性的耀发，为研究黑洞瓦解恒星的物理过程提供了重要的实验室。然而，此前尚未发现确凿的候选体。

图 1：AT2023uqm的长期多波段光变曲线。

AT2023uqm最初由ATLAS巡天于2023年10月发现，红移约0.238。随后，研究团队在ZTF的历史数据中追溯到三次此前未被注意到的较弱耀发；这些耀发呈现出较好的周期性，且耀发光变曲线相似，暗示它们具有同一物理起源。第五次耀发于2025年4月如期而至，研究团队随即启动了涵盖光学/紫外（WFST、Swift/UVOT）、X射线（Swift/XRT、爱因斯坦探针、XMM-Newton）和射电（e-MERLIN）波段的多波段后随观测，并在第五次耀发期间获取了多台望远镜的光谱数据。特别地，WFST对光学光变曲线下降阶段的行为给出了最好的限制。这些多波段观测以及光谱数据表明，第五次耀发具有与典型TDE相似的观测特征，很可能源于TDE过程，支持整个周期性事件为黑洞重复潮汐瓦解恒星事件。

图2. AT2023uqm 第五次耀发的多波段光变曲线。由光学-紫外波段拟合得到的黑体温度约为18000 K，且基本保持不变；峰值光度约为10^44.5 erg/s 。

研究团队通过分析长期光变曲线发现，AT2023uqm的耀发周期约为527天（观测者坐标系），且每次耀发的能量比上一次增加约1.7倍。这一持续增强的趋势在观测上属首次发现，与黑洞重复潮汐瓦解小质量对流恒星或巨星包层的数值模拟结果一致。这是因为对流主导的恒星在损失物质时，其半径会变得更大，使得黑洞在下一次瓦解过程中更容易撕裂出更多的物质。此外，AT2023uqm的每次耀发都呈现出相似的双峰结构，两个峰之间的间隔约为17至20天。研究团队提出了两种可能的解释：一是部分潮汐瓦解情形下天然存在的双峰质量回落率——被剥离的恒星物质在靠近黑洞时形成内外两条碎片流，先后落回黑洞周围，从而产生两个辐射峰；二是恒星每绕黑洞一周发生两次碎片与吸积盘的碰撞。在第一种情形下，观测到的双峰间隔要求被瓦解的恒星为演化后的巨星，除非存在吸积盘。研究团队指出，未来耀发强度的演化将帮助区分两种情形。

图3. AT2023uqm 五次耀发的积分能量演化与 1 M☉ 恒星数值模拟结果的对比。观测结果与数值模拟一致。

研究团队预测，如果被瓦解的是小质量恒星，最多还会有1到2次耀发；而下一次耀发如果存在，根据周期将发生在2026年9月左右，团队已经提前部署并开展了观测。

AT2023uqm是目前最有说服力的重复部分潮汐瓦解事件候选体，为研究恒星如何在黑洞的反复“啃噬”下逐步走向瓦解提供了一个天然的实验室。这一发现展示了重复部分潮汐瓦解事件在探测被瓦解恒星的性质、约束潮汐瓦解物理过程方面的巨大潜力。随着墨子巡天望远镜和薇拉·鲁宾天文台等新一代时域巡天设备投入运行，我们有望发现更多类似事件，从而系统性地理解这一类罕见事件。

论文第一作者为我校天文系博士后王义博，通讯作者为王义博博士后以及王挺贵教授。 本工作得到了国家自然科学基金委、科技部国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项等项目的资助。合作单位包括美国加州大学伯克利分校、清华大学、中山大学、云南大学、上海交通大学、中国科学院紫金山天文台等国内外多家科研机构。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927326009114

（物理学院、科研部）