天文学家发现持续十几次的辉煌爆炸

莫心海

【正见新闻网2023年11月26日】

【编者注】宇宙的浩渺对人类永远是个迷,无从知道其实质。现代天文学所认识到的只是用现代高科技捕捉到的天体在人类所在空间能观察到的变化瞬间,科学家抓住这一刻的观测数据,提出理论,假说,象盲人摸象,难以窥探到整体和其本质所在。如果只在人类这个空间去探索宇宙的奥秘,终归是竹篮打水一场空。希望读者从现代天文的发现中,能思考宇宙、人体、生命的真正意义何在。

2022 年 9 月 7 日,一台自动望远镜捕捉到了一个明亮的蓝光点,其亮度比典型的超新星亮约 1,000 倍。明亮的蓝色耀斑只持续了几天就消失了。

星系外围发光爆炸的图像。白线标记(AT2022tsd) 在附近星系边缘的位置。底部的比例尺长 5 角秒,相当于银河系距离 68,500 光年。图片来源:凯克/LRIS/Ho 等人/ 《自然》 

该系统将事件指定为 AT2022tsd。它加入了 2018 年发现的一类特殊天体的候选名单,称为发光快速蓝色光学瞬变(LFBOT)。天文学家认为这些爆炸性耀斑是一种特殊的超新星,但它们也可能是在中子星或黑洞周围的强烈引力场中被撕裂的恒星。

虽然AT2022tsd的发现令人惊喜,但真正的爆炸性事件却在 100 天后到来。那年 12 月,康奈尔大学的Anna Ho和同事在审查监测逐渐消失耀斑的常规图像时,发现了一道红色爆发,几乎与原来的蓝色爆发一样明亮,而且在天空上的位置相同。    

天文学家在档案中和新的观察中搜寻到更多数据,发现了另一次爆发——然后是另一次,再一次。每一次爆发的能量相当于一颗爆炸的恒星释放的能量。Ho 及其同事在《自然》杂志上报道称,总的来说,第一次耀斑之后至少有 14 次耀斑,而且他们可能错过了更多耀斑。

“以前从未见过这样的事件,”团队成员 澳大利亚斯威本科技大学和 ARC 引力波发现卓越中心杰夫.库克(Jeff Cooke)说道。

“事实上,像AT2022tsd这样的爆炸瞬变之后的光学耀斑——其亮度类似于超新星,但只持续一两分钟——是一个全新的(也是意想不到的)发现,” ESA的阿什利·克莱姆斯附和道,他不是这项研究的参与者。

兹威基瞬变设施使用 48 英寸塞缪尔·奥钦望远镜和 CCD 相机,每张图像覆盖完整的 47 平方度,大约每两天扫描一次从加利福尼亚州帕洛玛天文台可见的整个夜空。然后,机器学习算法会在数据中搜索出现、消失或在图像之间移动的新的光点。

兹威基在距离 30 亿光年的星系约一弧秒内发现了正在迅速消退的AT2022tsd。这种排列对天文学家来说是幸运的,因为它拉开了与耀斑的距离,否则耀斑是未知的。

后续观察表明,虽然蓝光很快消退,但该光源在数周后仍发出明亮的射电和 X 射线。虽然最初的蓝光本质上很可能是热光,这意味着它来自爆炸的热量,但无线电波和 X 射线以及随后的红色耀斑很可能不是来自热量,而是来自某种别的东西。最有可能的是,发射来自在强磁场周围呼啸而过的快速电子。

事实上,后续耀斑的亮灭速度非常快——最长需要几分钟,有些耀斑持续时间短至 20 秒——无论它们来自何处,都相应的很小。(光源变亮或变暗的速度取决于光穿过它的速度,因此快速变化表明尺寸较小。)Ho 的团队发现,耀斑的来源不超过太阳宽度的 10 倍。

发射的性质以及小尺寸和极高的能量表明耀斑来自以近光速逃离黑洞或中子星引力的喷流。

克莱姆斯说:“结果支持了 LFBOT 的理论,其中涉及中子星或黑洞吸积质量——不仅是在最初(导致爆炸)——而且在之后的数月甚至数年内都处于较低水平。”

这仍然为 LFBOT 的起因留下了很多可能性。Ho和他的同事认为三种可能的情况是:超巨星的坍塌、大质量恒星与中子星或黑洞的合并,或者是太阳质量数百或数千倍的黑洞的大量白矮星大餐。所有这三种情况都可能产生一股快速逸出的物质。

资料来源:
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/astronomers-find-a-brilliant-explosion-that-just-keeps-on-exploding/
 

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