天文學家發現持續十幾次的輝煌爆炸

莫心海

【正見新聞網2023年11月26日】

【編者注】宇宙的浩渺對人類永遠是個迷,無從知道其實質。現代天文學所認識到的只是用現代高科技捕捉到的天體在人類所在空間能觀察到的變化瞬間,科學家抓住這一刻的觀測數據,提出理論,假說,象盲人摸象,難以窺探到整體和其本質所在。如果只在人類這個空間去探索宇宙的奧秘,終歸是竹籃打水一場空。希望讀者從現代天文的發現中,能思考宇宙、人體、生命的真正意義何在。

2022 年 9 月 7 日,一台自動望遠鏡捕捉到了一個明亮的藍光點,其亮度比典型的超新星亮約 1,000 倍。明亮的藍色耀斑只持續了幾天就消失了。

星系外圍發光爆炸的圖像。白線標記(AT2022tsd) 在附近星系邊緣的位置。底部的比例尺長 5 角秒,相當於銀河系距離 68,500 光年。圖片來源:凱克/LRIS/Ho 等人/ 《自然》 

該系統將事件指定為 AT2022tsd。它加入了 2018 年發現的一類特殊天體的候選名單,稱為發光快速藍色光學瞬變(LFBOT)。天文學家認為這些爆炸性耀斑是一種特殊的超新星,但它們也可能是在中子星或黑洞周圍的強烈引力場中被撕裂的恆星。

雖然AT2022tsd的發現令人驚喜,但真正的爆炸性事件卻在 100 天后到來。那年 12 月,康奈爾大學的Anna Ho和同事在審查監測逐漸消失耀斑的常規圖像時,發現了一道紅色爆發,幾乎與原來的藍色爆發一樣明亮,而且在天空上的位置相同。    

天文學家在檔案中和新的觀察中搜尋到更多數據,發現了另一次爆發——然後是另一次,再一次。每一次爆發的能量相當於一顆爆炸的恆星釋放的能量。Ho 及其同事在《自然》雜誌上報導稱,總的來說,第一次耀斑之後至少有 14 次耀斑,而且他們可能錯過了更多耀斑。

「以前從未見過這樣的事件,」團隊成員 澳大利亞斯威本科技大學和 ARC 引力波發現卓越中心傑夫.庫克(Jeff Cooke)說道。

「事實上,像AT2022tsd這樣的爆炸瞬變之後的光學耀斑——其亮度類似於超新星,但只持續一兩分鐘——是一個全新的(也是意想不到的)發現,」 ESA的阿什利·克萊姆斯附和道,他不是這項研究的參與者。

茲威基瞬變設施使用 48 英寸塞繆爾·奧欽望遠鏡和 CCD 相機,每張圖像覆蓋完整的 47 平方度,大約每兩天掃描一次從加利福尼亞州帕洛瑪天文台可見的整個夜空。然後,機器學習算法會在數據中搜索出現、消失或在圖像之間移動的新的光點。

茲威基在距離 30 億光年的星系約一弧秒內發現了正在迅速消退的AT2022tsd。這種排列對天文學家來說是幸運的,因為它拉開了與耀斑的距離,否則耀斑是未知的。

後續觀察表明,雖然藍光很快消退,但該光源在數周后仍發出明亮的射電和 X 射線。雖然最初的藍光本質上很可能是熱光,這意味著它來自爆炸的熱量,但無線電波和 X 射線以及隨後的紅色耀斑很可能不是來自熱量,而是來自某種別的東西。最有可能的是,發射來自在強磁場周圍呼嘯而過的快速電子。

事實上,後續耀斑的亮滅速度非常快——最長需要幾分鐘,有些耀斑持續時間短至 20 秒——無論它們來自何處,都相應的很小。(光源變亮或變暗的速度取決於光穿過它的速度,因此快速變化表明尺寸較小。)Ho 的團隊發現,耀斑的來源不超過太陽寬度的 10 倍。

發射的性質以及小尺寸和極高的能量表明耀斑來自以近光速逃離黑洞或中子星引力的噴流。

克萊姆斯說:「結果支持了 LFBOT 的理論,其中涉及中子星或黑洞吸積質量——不僅是在最初(導致爆炸)——而且在之後的數月甚至數年內都處於較低水平。」

這仍然為 LFBOT 的起因留下了很多可能性。Ho和他的同事認為三種可能的情況是:超巨星的坍塌、大質量恆星與中子星或黑洞的合併,或者是太陽質量數百或數千倍的黑洞的大量白矮星大餐。所有這三種情況都可能產生一股快速逸出的物質。

資料來源:
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/astronomers-find-a-brilliant-explosion-that-just-keeps-on-exploding/
 

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