愛伊米

星空中的新謎團,“牛”爆炸,看天文學家如何破解這一重大難題

ATLAS捕捉到了一個不尋常的現象——天空中出現了一次亮度由明變暗的奇異閃光!這項發現被一家天文簡報報道之後,就迅速引起了科學家們的注意。按照‘瞬變源’的命名規則,這個‘源’被命名為了AT2018cow,,所以科學家們自然而然地就給這個瞬變源起了個綽號——‘牛’。

這頭‘牛’是近幾年內被發現的最奇怪和最受關注的天文事件之一,世界各地的天文學家相繼對它進行了觀測。透過測量它的亮度跟波長,科學家們推測出它距離我們的銀河系很遠,大概在2億光年之外。我們能夠在如此遠的距離上看到這次爆炸,這意味著此次爆炸一定非常劇烈,爆炸產生能量與太陽在1700年裡輻射的能量相當。

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這顆名為‘牛’的瞬變源是突然出現的,在32個小時前一次巡天中並沒有觀測到它。透過使用太空與地面的儀器進行的後續觀測表明,它的亮度很大,甚至比超過了超新星。伽馬射線爆可以從一個方面對本次現象進行解釋,但是這次事件中的x射線太少,與伽馬射線暴的情況不符。

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根據溫度廓線,該天體的溫度達到過26,000攝氏度。假設這次閃光的源頭是個球體,那麼該球體的體積將十分巨大,大約是地球公轉軌道半徑的50倍。而超新星爆發也會擴充套件到相似的尺寸。

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第二個驚喜來自於光譜——被色散開的單色光按波長(或頻率)大小而依次排列的圖案——沒有顯示出超新星的光譜特徵,僅僅像是一個發熱的物體。一些微弱的跡象表明,在熾熱的發光體周圍,一些物質正在以很高的速度噴射出來。

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雨燕的資料

作為尼爾·格雷爾斯雨燕天文臺(簡稱:雨燕)的一員,我被指派去對相關資料進行進一步的檢查。雨燕是一顆近地軌道衛星,它能在伽馬射線暴後90秒內自動指向發射源,或者在收到地面相關訊號後進行轉向。雨燕有很多望遠鏡,可以觀察到不同波段的光線,從可見光、紫外線到伽馬射線。

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與此同時,其他的一些專案組也在使用不同的觀測手段對該事件進行研究。雨燕的X射線資料和ATLAS的資料的論文目前已經發表出來了。來自利物浦約翰摩爾斯大學的Dan Perley和他的合作伙伴,也已經完成了一個艱鉅的任務——對來自全世界各地天文望遠鏡觀測到的可見光及紅外波段資料進行了分析。

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在所有的研究結果都明確的顯示,“牛”並不符合一個尋常的伽馬射線暴、超新星爆發或者是超亮超新星爆發。這預示著一種可能性,我們看到的是一顆恆星被黑洞撕裂的景象,就是潮汐瓦解。

這種可能性成了我們研究的一個焦點。根據已經獲得的不同波段的雨燕觀測資料,以及已發表的對特定波段的研究,我們可以縮小搜尋範圍。

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我們決定把現有的物理學與觀察結果結合起來,比如黑洞吞噬恆星的距離、黑洞撕裂恆星的距離,並在此基礎上來寫我們的論文。我們認為,一顆質量為太陽質量的0。1到0。4倍的白矮星(一顆已經到了生命盡頭的恆星)被一個10萬到100萬倍太陽質量的黑洞撕裂,就能解釋我們所看到的一切。事實上,這與伽馬射線到無線電等幾個波段的觀測結果相匹配。這也為觀察到的噴流提供了一個合理的解釋。

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但是還有其他的可能性。由加州理工學院的Anna HO和西北大學的Rafaella Margutti所著的兩篇論文都推斷,“牛”可能是超新星爆發形成的高速旋轉的中子星(密度超大星體)產生的。當然,他們也保留了受到黑洞影響的可能性。

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可惜的是,我們錯過了該事件的初期階段,其中可能包含了產生如此巨大的能量的線索。希望未來有更多更好的天文望遠鏡來觀測宇宙,那樣的話,我們也許可以捕捉到類似現象的早期階段。

參考資料

1。Wikipedia百科全書

2。天文學名詞

3。 theconversation- Tracy-光錐之外

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