一个被昵称为塔斯马尼亚恶魔的太空爆炸让天文学家感到困惑,因为它在最初事件发生数月后,又十几次闪烁出峰值亮度。这项观测虽然提出了新的问题,但可能有助于缩小可能导致此类爆炸的原因范围,这些爆炸被称为明亮快速蓝色光学瞬变 (LFBOT)。
LFBOT 在宇宙中随处可见,但却难以解释。第一个,因其名称 AT2018cow 而被称为“奶牛”,于 2018 年在距离地球约 6000 万秒差距(2 亿光年)的星系中被发现。“奶牛”的显著之处在于,它比超新星亮 100 倍,然后在短短几天内变暗,而超新星的变暗过程需要数周时间。
此后,人们发现了六个以上的 LFBOT,包括被称为考拉、骆驼以及今年早些时候的金翅雀。但天文学家仍然不确定是什么原因导致了它们。主要的想法是,这些爆炸要么是失败的超新星——恒星在爆炸前坍缩成黑洞或中子星——中等质量黑洞吞噬其他恒星,要么是物体与被称为沃尔夫-拉叶星的热而明亮的恒星相互作用的结果。
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在 11 月 15 日发表在《自然》杂志上的一项研究中,纽约州伊萨卡康奈尔大学的天文学家安娜·何领导的团队描述了 2022 年 9 月在约 10 亿秒差距之外发现的一个 LFBOT 的新活动;这个正式名称为 AT2022tsd 的 LFBOT 被称为塔斯马尼亚恶魔。研究人员最初使用智利的麦哲伦-巴德望远镜,发现塔斯马尼亚恶魔从 2022 年 12 月开始,反复闪烁出峰值亮度。他们总共看到了 14 次这样的耀斑事件,每次持续仅几分钟。
“像这样的闪光在 LFBOT 中以前从未见过,”何说。她补充说,每次意外的耀斑都“和最初的 LFBOT 一样强大。”
“这是一个惊人的观测,”加州大学伯克利分校的天体物理学家拉斐拉·马尔古蒂说。“这是史无前例的。它引出了很多问题。”
坍缩的恒星
何说,耀斑可能支持失败的超新星的想法,即一颗质量约为太阳 20 倍的巨大恒星耗尽燃料并坍缩,在周围恒星的残骸内留下一个致密的中子星或黑洞。“我们认为这些闪光可能来自最初的 LFBOT 事件中形成的中子星或黑洞,”她说。
如果 LFBOT 中心的中子星或黑洞有强大的能量喷流从其两极喷射出来,就可以解释耀斑现象。这些喷流会在物体旋转时喷射到太空中——如果它们反复指向地球的方向,就可以解释来自塔斯马尼亚恶魔的闪光。“这可能是少数几个指向我们的案例之一,”何说。
纽约市哥伦比亚大学的天体物理学家布莱恩·梅茨格说,这项观测“非常引人注目”,并且“在某种程度上证实了我们根据其他证据得出的结论”——即 LFBOT 涉及以接近光速运动的电子“以某种形式的外流被加热或加速”。
进一步的观测可能有助于确定物体的质量,这可以最终解释其起源。“中等质量黑洞是一个 10,000 倍太阳质量的黑洞,”何说。“失败的超新星更像是 10 或 100 倍太阳质量。”她补充说,耀斑可能提供了一种计算物体质量的方法。“当您测量快速变化的信号时,您可以使用该信号变化的快慢来估计发射信号的物体的大小。” 高速度表明该物体正在快速旋转——表明质量较低。
马尔古蒂说,耀斑“绝对告诉我们,LFBOT 真的是一种不同于超新星爆炸的野兽”,但她补充说,喷流可能是由吸积到黑洞上(例如来自伴星)而产生的能量驱动的。
在智利正在建设中的维拉·C·鲁宾天文台预计将于明年开始对宇宙进行广泛调查,预计将发现“比现在多 10 到 100 倍的此类物体,”何说。这可能有助于天文学家缩小可能导致它们的原因范围。尽早发现和研究物体最初爆炸后的情况也将至关重要。“现在,当我们注意到它们时,它们通常已经两到三周大了,”何说。“我们需要更快地发现这些物体。”
本文经许可转载,并于 2023 年 11 月 15 日首次发表。