一场前所未有的高能宇宙爆发现象，正在刷新人类对极端天体物理过程的认知。2025年7月2日，我国“天关”卫星（爱因斯坦探针，EP）在例行巡天过程中，捕捉到一个异常明亮且急剧变化的X射线源EP250702a（又称GRB250702B）。该事件独特的观测特征迅速引发了全球天文学界的高度关注，多台望远镜随即展开了一场跨波段的联合观测。

作为EP科学团队一员，郑州大学物理学院天体物理研究所青年教师杨俊与合作团队通过深入的多波段数据分析，共同解读了这一非比寻常的事件。研究团队创新性地提出：该爆发现象可能起源于一颗中等质量黑洞撕裂并吞噬一颗白矮星的过程。若该结论得到最终证实，这将是人类历史上首次捕捉到此类极端黑洞“进食”的现场。相关研究成果以《A fast powerful X-ray transient from possible tidal disruption of a white dwarf》为题发表于《科学通报》（Science Bulletin），郑州大学物理学院天体物理研究所青年教师杨俊为该论文共同第一作者，郑州大学为第二单位。

图1：“天关”卫星捕获EP250702a的艺术想象图。图片来源：国家天文台天关卫星科学中心

关键一击，来自中国“天关”的独特视角

此次发现的核心，在于“天关”卫星独特而互补的两台X射线望远镜。2025年7月2日，搭载于卫星上的宽视场X射线望远镜WXT（昵称“万星瞳”）在例行巡天观测中，发现一例突然出现、存在剧烈光变的暂现源。几乎在同一时刻，费米卫星也探测到一系列能量极高、变化极快的伽马射线爆发。进一步对WXT历史数据进行回溯分析，揭示出一个关键细节：早在伽马射线爆发之前约一天，“万星瞳”就已经在同一位置探测到了持续的X射线辐射。在这一初始信号约15小时后，该源区发生了一系列剧烈的X射线耀变，峰值光度高达3×10⁴⁹erg/s，使其跻身于宇宙中已知最亮的瞬时爆发事件类别之列。

“这个提前出现的X射线信号至关重要，”论文的第一作者国家天文台李东悦博士表示，“它告诉我们，这不是以伽马射线闪亮开场的传统伽马射线暴，其‘引擎’早已在X射线波段悄然启动。”

得益于“万星瞳”提供的精确坐标，全球多台大型望远镜迅速跟进，成功在多个波段上锁定了这一目标，确定其位于一个红移为1.04的星系外围。“天关”卫星自己的另一台设备——后随X射线望远镜FXT（昵称“风行天”）也迅速接管，对这一事件进行了高分辨率的精细观测。

“风行天”望远镜记录下了该事件长达一个多月的完整演化过程：在经历约一天的猛烈爆发后，其亮度在二十天内骤降十万倍以上。更关键的是，其晚期X射线辐射的平均能量降低，低能X射线成分的比例相对增加，这可能意味着一个新的、更“柔和”的辐射成分开始显现。

图2：（a）EP250702a的X射线光变曲线（黑色数据点）与其他暂现源的对比。其中包括有带喷流的潮汐瓦解恒星事件（如Sw J1644+57）、超长伽马射线暴（GRB 211024B）。EP250702a展现出前所未有的快速演化特征：其亮度在短短20天内骤降超过10万倍，远超其他同类事件。（b）EP250702a的X射线能谱随时间演化的趋势。光子指数从早期的约1（表示光谱很“硬”）显著增加到后期的3以上（表示光谱变“软”），这种清晰的“硬-软”转变是首次在此类事件中发现，暗示了后期可能有热辐射成分的涌现。图片来源：国家天文台天关卫星科学中心

锁定“白矮星-中等质量黑洞”这对组合

在全球多台望远镜的协同观测下，EP250702a呈现出一系列突破常规的特征：它在数十亿光年外多次爆发，持续辐射出极高能量，亮度极为惊人，且亮度和能谱在较长时间内发生快速而复杂的变化。这些特征交织在一起，使得以往任何一种单一的天文事件模型都难以对其进行圆满解释。

综合观测数据，研究团队勾勒出该事件的三重关键特征：（1）X射线辐射早于伽马射线爆发约1天，这与普通伽马暴的典型模式不同，暗示其物理起源可能更为特殊；（2）极高的亮度与高能辐射特征，表明物质很可能以接近光速、方向性极强的喷流形式向外抛出；（3）事件发生于星系外围，而非星系中心，这说明其背后的“引擎”并非通常位于星系核心的超大质量黑洞。

如果是大质量恒星自身坍缩并释放出巨大能量，通常只会产生持续秒级至分钟级的伽马射线暴。“这种持续时间极长、且伴随剧烈短时标耀发的现象，非常类似于罕见的带喷流的黑洞瓦解恒星事件。”国家天文台张文达副研究员解释道。

基于这些观测事实，“天关”科学团队提出了一个物理上自洽的图景：一个中等质量黑洞，撕裂并吞噬了一颗白矮星。

此次事件中，X射线亮度衰减起始更早，喷流能量显著高于以往所有观测到的带喷流的黑洞潮汐撕裂恒星事件。同时，其整体衰减时标远短于此前报道的几例中等质量黑洞候选体的潮汐瓦解事件——后者的衰减过程往往可持续数年。此外，该事件的X射线峰值亮度极高，超出所有已知同类事件至少一个量级，甚至可达百倍之多。

“‘衰减极快’与‘亮度极高’这一组合特征表明，被黑洞撕碎的恒星并非类似太阳的普通主序星，而很可能是一颗高密度白矮星。若是普通恒星被撕碎，物质回落与发光过程通常缓慢得多，往往持续数年甚至更久。”天关卫星首席科学家袁为民研究员为“天关”卫星能够捕捉到如此独特的暂现源感到十分振奋。

白矮星是恒星死亡后留下的、密度极高的致密残骸，其平均密度可达太阳的百万倍。理论研究表明，只有质量在数百到数十万倍太阳质量之间的中等质量黑洞，才有能力在不“囫囵吞枣”的情况下，将如此致密的白矮星用潮汐力撕碎。这一物理过程预示着短暂而剧烈的能量释放，并伴随产生明亮且快速的喷流，与EP250702a展现出的快速演化和极端亮度完美匹配。

“另一方面，费米望远镜的伽马射线数据为黑洞质量提供了关键约束，根据其0.74秒的快速光变时标，可以推算出黑洞的质量应小于约7.5万倍太阳质量。同时，事件发生在星系外围，也排除了它起源于星系中心超大质量黑洞周围的可能性。” 郑州大学杨俊博士进一步解释道。

国家天文台金驰川研究员表示：“超短时标、极高峰值光度以及爆发后期出现的软X射线“余辉”，共同构成了一幅连贯的物理图景，为‘中等质量黑洞撕裂白矮星’这一剧情提供了强有力的支持。”

针对EP250702a的物理起源，国际天文学界展开过激烈的学术辩论。有研究提出，它可能源于恒星质量黑洞与一颗富氦恒星伴星的并合；也有模型考虑恒星级黑洞撕裂普通恒星的可能性。

“不同模型的并存恰恰体现了该事件的巨大科学价值。”香港大学戴丽心教授补充道，“白矮星-中等质量黑洞模型能最自然地解释其快速演化和极端能量输出。”

天关卫星打开一扇观测极端宇宙的新窗口

“‘天关’卫星的使命，正是去捕捉宇宙中那些难以预测的极端瞬变现象。”天关卫星首席科学家袁为民研究员表示，“EP250702a的发现，充分展现了‘万星瞳’独特的监测能力。它不仅证明了我们能够率先捕捉宇宙的极端瞬间，更体现了中国在全球天文探索中作出决定性贡献的能力。”

EP250702a这一中等质量黑洞撕裂白矮星的事件，或将成为人类首次清晰捕捉到此类过程的直接证据。这不仅有助于揭示中等质量黑洞这一长期“失踪”的黑洞族群，也为研究黑洞生长、致密天体的最终命运，以及多信使天文学打开了全新的突破口。

  国家天文台李东悦博士、张文达副研究员、郑州大学杨俊博士，以及香港大学陈劲鸿博士为论文共同第一作者，国家天文台张文达副研究员、袁为民研究员、金驰川研究员、香港大学戴丽心教授，以及国家天文台张臣研究员为共同通讯作者。合作团队还包括安徽师范大学、中山大学、中国科学技术大学等四十余家高校和科研院所。

详情请参阅期刊论文：https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.12.050