神秘“塔斯马尼亚恶魔”宇宙爆炸困扰天文学家

作者: Jonathan O'Callaghan

来源: Nature Portfolio

发布日期: 2023-12-13 22:00:43

宇宙中一场被称为“塔斯马尼亚恶魔”的爆炸,在发生数月后又在峰值亮度闪烁了十几次。对其观测或有助于缩小科学家还无法解释是什么导致了宇宙中异常明亮的大爆炸的范围,解释是什么导致了这类爆炸(所谓快速蓝色光学暂现,LFBOT)——尽管这些观测也带来了新的疑问。

宇宙中一场被称为“塔斯马尼亚恶魔”的爆炸,在发生数月后又在峰值亮度闪烁了十几次。对其观测或有助于缩小科学家还无法解释是什么导致了宇宙中异常明亮的大爆炸——但一次令人惊喜的观测或可提供线索。范围,解释是什么导致了这类爆炸(所谓快速蓝色光学暂现,LFBOT)——尽管这些观测也带来了新的疑问。LFBOT在宇宙中随处可见,而且无法解释。

第一个被命名为AT2018cow,绰号“奶牛”,2018年发现于一个距离地球6000万秒差距(2亿光年)的星系。奶牛的亮度高达超新星的100倍,在短短几天后迅速暗淡,而超新星要数周才会变暗。那以后人们发现了六七个LFBOT,其中有被称作“考拉”、“骆驼”,还有今年早些时候发现的“雀”。但天文学家还不确定它们是怎么造成的。

主流观点是,这些爆炸要么是失败超新星——恒星在爆炸之前坍缩成了黑洞或中子星——中等质量黑洞吞噬了其他恒星,要么是天体和被称为沃尔夫-拉叶星的炽热明亮恒星相互作用的结果。在《自然》11月15日发表的一项研究中[1],康奈尔大学的天文学家Anna Ho带领的一个团队描述了一个LFBOT的新活动,发现于2022年9月,距离地球约10亿秒差距,正式名称为AT2022tsd,绰号塔斯马尼亚恶魔(袋獾)。

最初研究者使用智利的麦哲伦-巴德望远镜发现塔斯马尼亚恶魔在持续以亮度峰值闪光,从2022年12月开始。他们看到了总计14个此类闪光事件,每次仅持续几分钟。Ho说,“过去LFBOT中没有见过这样的闪光。”她补充说,每次意想不到的闪光“都与最初的LFBOT一样强烈。”“这是一次令人惊奇的观察。”加利福尼亚大学的天体物理学家Raffaella Margutti说。“前所未有,它提出了许多问题。

”Ho说,这些闪光可能支持失败超新星的观点,即一颗20倍太阳质量的恒星燃尽后坍缩,在周围恒星残骸中留下一颗致密中子星或一个黑洞。“我们认为这些闪光可能来自一个中子星或黑洞,它们形成于最初的LFBOT事件中。”如果这个LFBOT中心的中子星或黑洞从极点射出强大的能量喷流,可以解释这些闪光。这些喷流会随着天体旋转射入太空——如果它们反复指向地球方向,就能解释塔斯马尼亚恶魔的闪光。

“这可能是少数几次它直接指向我们的情况。”美国哥伦比亚大学的Brian Metzger说,这个观察“相当惊人”,“在某种程度上证实了基于其他证据获得的结论”——即LFBOT涉及到以光速飞行的电子“在某种形式的外向流中加热或加速”。进一步观测可以帮助确定这些天体的质量,或许能最终解释其起源。“一个中等质量黑洞相当于10000个太阳质量。”Ho说,“一个失败的超新星可能更接近10或100个太阳质量。

”她补充说闪光是搞清楚天体质量的一个途径。“你检测一个快速变化的信号时,可以用它变化多快来估计信号源天体的大小。”高速意味着天体旋转快——意味着质量较低。Margutti说,闪光“肯定说明,那个LFBOT和超新星爆发不是一回事。”但她补充说,喷流也可能由黑洞吸积提供动力,比如来自一颗伴星。

正在建设中的智利薇拉·鲁宾天文台预计明年可以对宇宙进行广泛观测,届时它有望发现“10到100倍的此类天体”,Ho说。这可能有助于天文学家缩小范围,判断其成因。在这些天体最初爆发后尽早发现和研究很关键。“现在,我们注意到它们的时候通常已经过了两三周了。”Ho说,“我们需要更快找到它们。

”原文以Mysterious ‘Tasmanian devil’ space explosion baffles astronomers标题发表在2023年11月15日《自然》的新闻版块上。

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