Arcminute Microkelvin Imager observations at 15.5 GHz of the tidal disruption event Swift J164449.3+573451 from 2011 Mar to 2014 Mar
本文报告了 308 Arcminute 微开尔文成像仪在 15.5 GHz 频率下对潮汐瓦解事件 Swift J164449.3+573451 在 2011 年 3 月至 2014 年 3 月期间的观测结果，揭示了其通量密度从约 3 mJy 上升至在初始伽马射线探测后约 140 天达到近 30 mJy 的峰值，随后稳步下降。
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在深邃的宇宙中，当黑洞的引力强大到足以撕裂一颗经过的恒星时，一场剧烈而罕见的事件便会展开。这种被称为潮汐瓦解事件（tidal disruption event）的现象，发生于一颗恒星游走到距离星系中心超大质量黑洞过近的位置时。黑洞巨大的引力将恒星拉伸成一条长长的气体流，最终将其吞噬在一次壮观的能量闪耀之中。虽然这些事件通常是通过其突然爆发的高能光线（如X射线或伽马射线）被探测到的，但天文学家也热衷于观察其后续过程随时间演变的情况。通过追踪碎片在向内螺旋运动时发出的无线电波，科学家可以拼凑出黑洞如何进食以及周围环境如何对这种暴力行为做出反应的故事。了解这些长期的变化有助于研究人员完善他们关于黑洞行为和极端引力物理学的模型。
2011年3月，当一颗卫星从一个遥远的星系中探测到一次突然的伽马射线闪光时，一次特定的潮汐瓦解事件引起了天文学家的注意。这个被命名为 Swift J164449.3+573451 的天体最初被误认为是标准的伽马射线暴——宇宙中一种常见的爆炸类型。然而，它的行为很快揭示了它其实是某种不同的事物；它持续闪烁并变亮的方式表明，这是一颗恒星正被黑洞吞噬，而非一次瞬间发生的爆炸。为了了解这一事件的完整生命周期，一位研究人员将注意力转向了来自同一天区的无线电波。利用位于英国剑桥的一个专门的射电望远镜阵列，他们监测该物体，观测频率从最初的每日一次变为后期每隔两天或更长时间一次，覆盖了从2011年3月到2014年3月的这段时期。他们的目标是捕捉无线电亮度如何逐日变化的详细记录，以填补早期较短观测所留下的空白。
该研究人员使用了一种名为角分微开尔文成像仪（Arcminute Microkelvin Imager）的强大仪器，该仪器由八个大型射电天线协同工作，以创建清晰的天空图像。他们将观测重点放在特定的无线电频率范围内，每日或每隔几天进行测量。为了确保数据的准确性，他们经常将仪器与附近一个已知且稳定的无线电波源进行对比校准。在三年的时间里，他们完成了308次独立的观测，并仔细过滤掉了在恶劣天气或技术故障期间收集的数据。这一庞大的数据集使他们能够构建出该事件无线电发射的精确时间线，展示了垂死恒星的光芒如何随时间演变。
长期的监测结果讲述了一个清晰的起伏故事。在最初探测到伽马射线闪光后不久，该天体的无线电信号很微弱，亮度约为3个单位。在接下来的几个月里，这一信号稳步增强。在大约首次伽马射线探测后的140天左右，它达到了峰值强度，亮度几乎是初始时的十倍。达到峰值后，无线电光芒开始缓慢、稳定地下降，在研究剩余的两年中逐渐减弱。这种剧烈上升后紧随漫长平滑衰减的模式，证实了黑洞当时正在积极消耗恒星碎片，而无线电波则充当了物质在被吞噬过程中受热并随后冷却的信标。这项研究提供了一幅关于这一宇宙事件完整的三年画像，为恒星被黑洞撕裂后的长期后续过程提供了罕见而详细的观察视角。
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