图注：该图显示了称为日冕的移动特征如何在黑洞周围产生X射线耀斑。黑洞日冕（以紫色表示的特征）向内（左）聚集，变得更亮，然后远离黑洞（中间和右边）喷射流。天文学家不知道为什么日冕会移动，但是他们已经知道，这一过程导致X射线光变亮，可以通过望远镜观察到。麻省理工学院和其他地方的天文学家们第一次目睹了超大质量黑洞自身的日冕，即环绕黑洞事件视界的超亮，十亿度高能粒子环被摧毁。

尽管研究人员猜测，灾难的根源可能是黑洞引力所吸引的恒星导致的，但这种剧烈变化的原因尚不清楚。就像一颗被扔进变速箱的小卵石一样，恒星可能在黑洞的旋转物质盘上弹跳，导致附近的所有物体，包括日冕的高能粒子，突然坠入黑洞。
正如天文学家所观察到的，结果是在不到一年的时间内，黑洞的亮度急剧而出乎意料地下降了10,000倍。
“我们期望如此大的光度变化应在数千到数百万年的时间尺度上变化。”麻省理工学院物理学助理教授艾琳·卡拉说，“但是在这个目标上，我们看到它在一年中变化了10,000，甚至在八小时内变化了100倍，这是完全闻所未闻的，而且确实令人难以置信。”
随着黑洞日冕的消失，天文学家继续观察发现，黑洞开始慢慢将物质从其外边缘拉到一起以重新形成其涡旋吸积盘，从而又开始旋转高能X射线，使其靠近黑洞的事件视界。这样，在短短几个月内，黑洞就能够产生新的日冕，几乎恢复到其原始的光度。

“这似乎是我们第一次看到黑洞日冕首次消失，但随后又重建了，我们正在实时观看。”卡拉说，“这首先对于了解黑洞的日冕如何加热和放电非常重要。”
卡拉和她的合著者，包括智利圣地亚哥迭戈波利斯大学的首席作者克劳迪奥·里奇，今天在《天体物理学杂志快报》上发表了他们的发现。合著者还包括麻省理工学院的罗恩·瑞米拉德（Ron Remillard)和德赫拉杰·帕沙姆（Dheeraj Pasham）。

灵活的“洗衣机”
2018年3月，一场突如其来的爆炸照亮了ASSASN的视野，这是超新星的全天候自动调查，它对整个夜空进行了超新星活动的调查。 调查记录了1ES 1927 + 654的闪光，这是一个活跃的银河核，即AGN，是一个超大质量黑洞，在银河系的中心具有比正常亮度更高的亮度。ASSASN观察到该物体的亮度跃升至其正常亮度的40倍左右。
“这是我们所熟悉的AGN，但不是很特别。” 卡拉说，“然后他们注意到，这个普通的AGN突然变亮，引起了我们的注意，我们开始将许多其他波长不同的其他望远镜对准它进行观察。”
该团队使用多个望远镜观察了X射线、光学和紫外线波段中的黑洞。这些望远镜中的大多数都定期指向黑洞，例如每六个月记录一整天的观测数据。该团队还每天用美国宇航局（NASA）的NICER观察黑洞，NICER是一个较小的X射线望远镜，该望远镜安装在国际空间站上，探测器由麻省理工学院的研究人员开发和制造。
“ NICER非常好，因为它非常灵活。” 卡拉说，“这是一架在国际空间站附近反弹的小‘洗衣机’，它可以收集大量的X射线光子。每天，NICER可以快速浏览一下这个AGN，然后去做其他事情。”
通过频繁的观察，研究人员能够捕获到黑洞的亮度急剧下降，几乎在他们所测量的所有波段中，尤其是在高能X射线波段中—观察到的信号表明黑洞的日冕已经完全突然蒸发了。
“在ASSASN看到它经历了巨大的疯狂爆发之后，我们看着日冕消失了。”卡拉回忆说，“它变得不可检测，这是我们从未见过的。”

晃动的闪光灯
物理学家不确定是什么原因导致黑洞日冕形成，但他们相信这与穿过黑洞吸积盘的磁场线的结构有关。在黑洞物质旋转盘的外部区域，磁场线或多或少以简单的方式构成。物质越靠近内部，尤其是在事件视界附近，能量越多，从而可能导致磁场线扭曲和折断，然后重新连接。如此纠缠的磁能可能使在黑洞附近旋转的粒子旋转，达到高能X射线的水平，形成环绕黑洞的冠状日冕。
卡拉和她的同事们相信，如果一颗任性的恒星确实是日冕消失的罪魁祸首，那它首先会被黑洞的引力撕开，将恒星碎片散布在吸积盘上。这可能导致ASSASN捕获的亮度暂时闪烁。天文学家称之为“颠簸事件”，这种“潮汐破坏”将触发磁盘中的许多物质突然掉入黑洞。它也可能致使磁盘的磁力线不堪重负，以致于它不再能够生成并支持高能日冕。
最后一点对于理解黑洞日冕如何初次形成可能具有重要意义。根据黑洞的质量，在一定半径范围内，恒星一定会在一定半径内被黑洞的引力吸引。
“这告诉我们，如果所有动作都在该潮汐破坏半径内发生，则意味着支撑黑洞日冕的磁场配置必须在该半径内。” 卡拉说，“这意味着，对于任何正常的黑洞日冕，该半径内的磁场就是产生黑洞日冕的原因。”
研究人员计算出，如果确实有一颗恒星是造成黑洞缺失日冕的原因，并且如果在类似大小的超大质量黑洞中形成日冕，那么它将在大约四光分钟的半径范围内移动（距离距黑洞中心约7500万公里）。
卡拉说：“警告说，这一事件是由恒星的潮汐破坏引起的，这将是我们对黑洞日冕必须存在的最严格的限制。”
此后，黑洞日冕有了变化，以高能X射线照亮，该小组还能够观察到。它不像以前那样明亮，但是研究人员正在继续监视它，尽管频率降低了，以查看该系统还有什么功能。
“我们希望对此保持关注。” 卡拉说，“它仍然处于这种异常的高通量状态，也许它将再次发疯，所以我们不想错过它。”