寂靜的太空中突然出現一道X射線“閃電”，正在凝望深空的中國“天關”衛(wèi)星敏銳地捕捉到這個異常明亮且急劇變化的信號。隨后，全球數十個空間望遠鏡和地面天文臺迅速跟進，展開一場大追蹤。科學家發(fā)現這一X射線信號極為特殊，很可能揭示了一個我們過去從未見過宇宙終極“獵殺”場面。

中等質量黑洞潮汐瓦解白矮星想象畫（圖源：國家天文臺天關衛(wèi)星科學中心 , 可視科學）

01

精度領先200倍 “天關”衛(wèi)星鎖定位置

“天關”衛(wèi)星（ 又 名愛因斯坦探針，EP）是由 中國主導的國際合作項目， 是 運行在 距離地面約 580 公里軌道上 的 空間 X射線 天文臺 ， 主要目標是 捕捉天空中的瞬間爆發(fā)的X射線 源 ，發(fā)現 并監(jiān)測 這些 高能 瞬 變天體 。

世界時（下同） 2025年7月2日 02:53: 4 4 ， 一個明亮的X射線閃光 突然 出現在“天關”衛(wèi)星的視野中 ，它 被賦予了一個特定的編號EP250702a。 13:09:02 ，美國航天局“費米” 衛(wèi)星 （Fermi）也 觀測到 一系列伽馬射線 爆發(fā) ，記錄為 伽馬暴 GRB250702B 、 D 、E。 不過 中國的天文學家很快發(fā)現， 事實上在 前一天，7月1日 01:40:26 起，“天關”衛(wèi)星便已在相同位置探測到了X射線信號！ 如果拿射擊 來比喻 ，7月2日觀測到 的是 出膛的子彈及其火焰，而7月1日 “天關”看到的 或許才是真正扣動扳機的動作。 伽馬射線比X 射線波長更短，能量更高，但X射線比伽馬射線“搶跑”一天半， 這說明它不是普通的伽馬暴，而是特殊的 高能 爆發(fā)。

“天關”衛(wèi)星核心科學載荷寬視場X射線望遠鏡（萬星瞳）和后隨X射線望遠鏡（風行天）（圖源： 國家天文臺天關衛(wèi)星科學中心 ）

美國人 動作很快，率先發(fā)布了“費米” 的 觀測 數據 。然而它的定位精度不高，誤差范圍 在 7.8 ° -14.3 °之間 ?！疤礻P” 則兼具看得廣和看得準這兩大特點。 寬視場X射線望遠鏡WXT ， 昵稱 為 “萬星瞳” ， 是一個由12個單元組成的龍蝦眼望遠鏡，拼在一起可覆蓋近3600平方度的天空范圍， 定位精度高達2.4′， 是“費米”的200倍。 不僅如此，“天關”還自帶后隨望遠鏡FXT，昵稱為“風行天”，視場直徑為1°，對目標的定位精度 更是 達到 5″~ 8 ″，比 WXT 還高出約20倍。打個比方，如果說“費米”望遠鏡能定位到 一個小區(qū) ，那么“萬星瞳”能定位到一棟樓，而“風行天”就能定位到一個陽臺。 2025年7月3日，“風行天”對EP250702a進行了后隨觀測，給出 了 該源的 精確坐標。這 一步 很 關鍵 ，有了 確切位置 ，其他觀測設備 可以快速 對準目標做進一步的后隨觀測，不至于在偌 大 的天空中盲目搜索。

EP250702a的成像圖。（a）為“天關”衛(wèi)星 “萬星瞳”望遠鏡拍攝，紅色圓圈表示EP250702a的定位，藍色 輪廓為“費米”觀測的伽馬暴GRB250702B位置 的不確定度 （1σ）； （b）為“天關”衛(wèi)星“風行天”望遠鏡拍攝 ； （c）為“錢德拉”望遠鏡拍攝 ； （d）為“哈勃”空間望遠鏡拍攝可見光照片 ， 紅色、橙色和藍色 輪廓 分別表示EP250702a的X射線、近紅外和射電對應體的位置 ， 近紅外位置及其不確定度由甚大望遠鏡（VLT）獲得 ， 射電位置及其不確定度由 狐獴射電望遠鏡（ MeerKAT ） 觀測獲得 。（圖源： 國家天文臺 天關衛(wèi)星科學中心 ）

02

多波段協(xié)同觀測還原極端事件

X射線的本質是帶電粒子（主要是電子）獲得極高能量后，通過減速、加速、躍遷或碰撞等方式，輻射出波長在 0.01–10 納米的電磁波。宇宙中有很多天體或物理過程能產生 X 射線，如恒星耀斑、恒星坍縮與超新星爆發(fā)、超新星遺跡、脈沖星、超大質量黑洞、潮汐瓦解事件等。 然而 天體的電磁輻射往往跨越多個波段 ，僅靠一兩臺 設備觀測 就會像盲人摸象一樣，難以描繪天體的真實模樣。

EP250702a 事件發(fā)生后， 全球 多個 天文臺包括空間 的 和地面 的 望遠鏡 在各個 電磁波段 對 它 進行 了 觀測 。如X射線波段有搭載在國際空間站上的 全天X射線圖像監(jiān)視器 （MAXI）、俄羅斯的 Konus -WIND 探測器、中法合作 的 SVOM衛(wèi)星、美國 航天局 的錢德拉空間望遠鏡（Chandra） 、 NuSTAR 衛(wèi)星 ；可見光波段 有 “哈勃”空間望遠鏡（HST） 、法墨“蜂鳥”望遠鏡（ COLIBRí ） 、中國墨子巡天望遠鏡（ WFST ） 等；近紅外的歐洲南方天文臺位于智利的甚大望遠鏡（VLT）、詹姆斯·韋布空間望遠鏡（JWST）；射電波段的 有 甚大陣（VLA）、“中國天眼”FAST、 澳大利亞平方千米陣探路者 （ ASKAP ） 、位于南非的 狐獴射電望遠鏡（ MeerKAT ） …… 當 研究人員將 各路人馬獲得的信息拼湊在一起 后 ， 驚奇地 發(fā)現 EP250702a 果然 非同一般。

首先，“天關”衛(wèi)星 上“萬星瞳”望遠鏡 比伽馬暴提前一天 探測到X射線爆發(fā) ，并且 在初始信號約15小時后 有 一系列劇烈的X射線耀變，最亮時達到約3×10 49 erg/s， 這 是 宇宙中已知最亮的瞬間爆發(fā)事件 之一 。 其次， “風行天”望遠鏡 記錄下 長 達 一個多月 的完整 的能量 變化過程 ，發(fā)現 其X射線 亮度 達到峰值后， 在 不到20天內 驟降超過十萬倍 ，這暗示了物質轉化成能量的主要過程短暫而猛烈。這就好比往火盆里倒了一小杯酒精，瞬間燃起熊熊大火，但 隨著 酒精 快速燃盡 ，火光也驟然減弱。

EP205702a的長期X射線光變曲線和能譜演化。 （a）圖中 將EP250702a （黑色點線） 與其他X射線暫現源進行比較 ， 其中 包括有噴流的潮汐瓦解事件（ Sw J1644+57、Swift J1112.2 - 8238、AT2022cmc）、超長伽馬射線暴（GRB 211024B） ， 能看出光變曲線顯著差異 。EP250702a的觸發(fā)時間設定 為“天關”衛(wèi)星 WXT 首次 觀測的起始時間 （7月1日 01:40:26UTC ）， 垂直黑色虛線表示 觸發(fā) “ 費米 ”衛(wèi)星的 耀發(fā)時間 （7月2日 13:09:02 UTC起） ， 這一刻亮度達到峰值，隨后十多天內亮度迅速下降了5個數量級。 垂直灰色虛線表示未觸發(fā)的耀發(fā)的時間。 （b）圖顯示 EP250702a的X射線能譜隨時間演化的趨勢 ，光子指數 從1 快速 增加 到3以上 ，表示能譜由“硬” 變“軟”， 即低能成分顯著增加 。 （圖源： 國家天文臺天關衛(wèi)星科學中心 ）

研究人員還發(fā)現，隨著 后期X射線輻射平均能量降低，軟X射線 （能量偏低的） 成分 逐漸增加 。 這些特征均有別于任何已知的伽馬暴，或銀河系內的X射線爆發(fā)。 來自 “費米”“錢德拉”等望遠鏡觀測表明EP250702a的能量高度集中在幾十萬公里的范圍內，而質量達到太陽的幾萬倍。JWST和VLT的觀測則提供了更多的視角，證明該X射線源在一個距離地球約80億光年的星系中，且并不位于星系中央。 種種跡象表明目標源是一個中等質量黑洞。

美國航天局詹姆斯·韋布望遠鏡拍攝的 EP205702a /GRB250702B 的 宿主星系（圖源： NASA, ESA, CSA, H. Sears , A. Pagan ）

針對 EP250702a 所呈現出的X射線高亮度、快速衰減、光譜硬-軟轉變、尺度較小、數萬倍太陽質量，以及偏離宿主星系中心區(qū)域等特征，研究人員發(fā)現非常符合一種十分罕見的 潮汐瓦解事件（TDE） ——一個中等質量黑洞撕裂了一顆白矮星。

白矮星被中等質量黑洞撕裂并產生噴流 （藝術想象）（圖源： 國家天文臺天關衛(wèi)星科學中心 , 可視科學 ）

03

一頭巨獸強力撕裂一顆致密小球

為什么會是中等質量黑洞+白矮星的組合呢？

黑洞引力場存在巨大的梯度差異， 當 恒星 接近黑洞時，面向 黑洞 的 一側受到的引力遠大于背側 ，這就是引潮力或 引力的潮汐作用 。 離 黑洞越近，前后所受引力差異越大， 導致恒星被極度拉 伸 ，最終 瓦解，殘骸被黑洞吸積 。 這一過程會產生百萬度以上的高溫 和 巨大的能量，形成吸積盤、噴流等結構 ，釋放出X射線等高能輻射 。 正因為此， 潮汐瓦解事件也是尋找黑洞的重要 途徑之一。 比較常見的 潮汐瓦解事件 是黑洞撕裂一顆 體型較大的 紅巨星或主序星，但它產生的X射線持續(xù)時間比較久，衰減速度也比較慢。

EP250702a 事件中表現出的“亮度極高”和“衰減極快”的特征，暗示著被黑洞引力撕碎的天體比普通恒星體積小而密度大。 白矮星是 類似太陽大小的 恒星死亡后留下的 殘骸，質量不超過太陽的1.4倍，體積卻只有地球大小，因此 其平均密度可達太陽的百萬倍。 從白矮星的個頭來講，符合“天關”衛(wèi)星看到的X射線突然爆發(fā)卻又在短時間內驟降5個數量級 的情況 。然而，白矮星身板如此“結實”，誰又有這個力量 在不“囫圇吞棗”的情況下 ，還能將其撕碎？理 論研究表明，只 能是 質量 相對較?。ò俦兜绞f倍太陽質量）的 中等質量黑洞 。因為質量太小的黑洞無法撕碎白矮星，而 質量更大的 黑洞 半徑也越大，白矮星在被撕碎前就被黑洞 “一口吞” 了。 中等質量黑洞潮汐瓦解白矮星的 過程 中 預期 能 釋放出短暫而劇烈的能量 ，并伴隨 明亮且快速的噴流， 這一切 與 各個波段提供的亮度、尺度、能量以及 快速演化 的證據完美契合。

太陽、地球與白矮星的對比 （圖源： 施韡 ）

04

“天關”衛(wèi)星打開觀測極端宇宙的新窗口

黑洞根據質量可以大致分為三類：恒星級黑洞 （幾倍至幾十倍太陽質量） ；中等質量黑洞 （百倍至幾十萬倍太陽質量） ；超大質量黑洞 （幾百萬倍至幾十億倍太陽質量） 。恒星級黑洞由大質量恒星死亡坍縮后形成，在 星 系中有著 廣泛 分布。超大質量黑洞通常位于星系中心，是整個星系的引力主宰。而中等質量黑洞 既沒有強烈的引力波信號 （當前探測能力有限） ，也沒有持續(xù)的強輻射 ，長期處于“失蹤”狀態(tài)，迄今 所知寥寥 。然而，它們卻很有可能 是 我們 理解黑洞演化的關鍵 環(huán)節(jié) 。

當 中等質量黑洞 撕裂 身邊的 恒星時 ， 情況就大不相同了，由于 演化速度 明顯快于 超大質量 黑洞的潮汐瓦解 事件 ，因而 會 產生短暫 的 高能 X 射線耀發(fā) ， 這 可 被視作 中等質量黑洞 的“特征信號”。 再結合其他波段的特征，或將成為尋找中等質量黑洞重要路徑。 “天關”衛(wèi)星 既 擁有大視場和高靈敏度，還 具備 快速后隨和精準定位的能力， 它不僅自己能捕捉轉瞬即逝的特征信號，又能以最快速度測定信號源的位置 并發(fā)出警報 ，方便全世界天文臺開展進一步的觀測研究，迅速補齊神秘X射線源的拼圖。 這正是 我們在EP250702a事件 中所看到的， “天關” 衛(wèi)星 做出了決定性的貢獻 。

《科學通報》封面圖（ 來源 ： 國家天文臺天關衛(wèi)星科學中心 , Science Bulletin）

由于這個信號很少見， 國際學界 對此有著多種猜測 。有 的團隊認為， 它可能源于恒星 級 黑洞與一顆氦星的并合；也有 認為不能排除 恒星級黑洞撕裂普通恒星的可能性 ；最極端的考慮是一顆大質量恒星吞掉了一個小質量的黑洞。“天關”衛(wèi)星團隊所提出的中等質量黑洞+白矮星模型能最自然地解釋其快速演化和極端能量輸出。 對一種宇宙現象提出不同理論模型，這恰恰體現出該事件的巨大科學價值。

“天關”衛(wèi)星 發(fā)射 2年來，已經發(fā)現了近200個X射線暫現源，檢測到7000例天體X射線變化。未來， 它將為我們帶來X射線宇宙的全新視角，刷新人類對動態(tài)宇宙的認知。

參考資料：

[1] Dongyue Li et al. A fast powerful X-ray transient from possible tidal disruption of a white dwarf, Science Bulletin (2026).

[2] “天關”衛(wèi)星或首次捕捉中等質量黑洞撕裂白矮星事件(https://www.nao.cas.cn/news/gd/202602/t20260210_8142418.html)

[3] GCN : EP250702a : an X-ray transient detected by Einstein Probe likely associated with GRB 250702B,C,D,E

[4] GCN 17: EP250702a/GRB 250702B, C, D, E: EP-FXT follow-up observation

[5] ATel : Fermi GBM Triggers 250702B, C, D and E are likely from the same source

[6] GCN : GRB 250702B,C,D,E / EP 250702a: MAXI/GSC detection

[7] GCN #40903: GRB 250702D, C, E: Swift/BAT-GUANO localization skymap of a burst or galactic transient

[8] GCN : GRBs 250702B,C,D,E / EP250702a: Konus-Wind detection of a hard X-ray transient activity

[9] ATel : EP250702a/GRB 250702B,C,D,E: Archival radio observations from ASKAP VAST

[10] GCN : GRBs 250702B,C,D,E / EP250702a: VLT/HAWK-I NIR candidate

[11] ATel : EP250702a/ GRB 250702B: NuSTAR X-ray Observations

[12] GCN : EP250702a: WFST optical observations

[13] GCN 1053: GRB 250702B,D,E / EP250702a: 10 GHz detection with the VLA

[14] Benjamin P. Gompertz et al. JWST Spectroscopy of GRB250702B: An Extremely Rare and Exceptionally Energetic Burst in a Dusty, Massive Galaxy at z = 1.036, Astrophysical Journal Letters (2026)

[15] Black Hole Eats Star: NASA Missions Discover Record-Setting Blast (https://science.nasa.gov/science-research/black-hole-eats-star/ )

作者：施韡（上?？萍拣^天文研究中心）

科學審核：袁為民（國家天文臺研究員、“天關”衛(wèi)星首席科學家）、包聰穎（“天關”衛(wèi)星科學運行辦主任）

編輯：曉天

審校：李巖松、李淵淵

圖源：已在文中標注