09.21 “牛”爆炸:看天文学家是如何破解天空中最大谜团之一的

ATLAS捕捉到了一个不寻常的现象——天空中出现了一次亮度由明变暗的奇异闪光!这项发现被一家天文简报报道之后,就迅速引起了科学家们的注意。按照‘瞬变源’的命名规则,这个‘源’被命名为了AT2018cow,,所以科学家们自然而然地就给这个瞬变源起了个绰号——‘牛’。

“牛”爆炸:看天文学家是如何破解天空中最大谜团之一的

这头‘牛’是近几年内被发现的最奇怪和最受关注的天文事件之一,世界各地的天文学家相继对它进行了观测。通过测量它的亮度跟波长,科学家们推测出它距离我们的银河系很远,大概在2亿光年之外。我们能够在如此远的距离上看到这次爆炸,这意味着此次爆炸一定非常剧烈,爆炸产生能量与太阳在1700年里辐射的能量相当。

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这颗名为‘牛’的瞬变源是突然出现的,在32个小时前一次巡天中并没有观测到它。通过使用太空与地面的仪器进行的后续观测表明,它的亮度很大,甚至比超过了超新星。伽马射线爆可以从一个方面对本次现象进行解释,但是这次事件中的x射线太少,与伽马射线暴的情况不符。

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根据温度廓线,该天体的温度达到过26,000摄氏度。假设这次闪光的源头是个球体,那么该球体的体积将十分巨大,大约是地球公转轨道半径的50倍。而超新星爆发也会扩展到相似的尺寸。

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第二个惊喜来自于光谱——被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案——没有显示出超新星的光谱特征,仅仅像是一个发热的物体。一些微弱的迹象表明,在炽热的发光体周围,一些物质正在以很高的速度喷射出来。

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雨燕的数据

作为尼尔·格雷尔斯雨燕天文台(简称:雨燕)的一员,我被指派去对相关数据进行进一步的检查。雨燕是一颗近地轨道卫星,它能在伽马射线暴后90秒内自动指向发射源,或者在收到地面相关信号后进行转向。雨燕有很多望远镜,可以观察到不同波段的光线,从可见光、紫外线到伽马射线。

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与此同时,其他的一些项目组也在使用不同的观测手段对该事件进行研究。雨燕的X射线数据和ATLAS的数据的论文目前已经发表出来了。来自利物浦约翰摩尔斯大学的Dan Perley和他的合作伙伴,也已经完成了一个艰巨的任务——对来自全世界各地天文望远镜观测到的可见光及红外波段数据进行了分析。

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在所有的研究结果都明确的显示,“牛”并不符合一个寻常的伽马射线暴、超新星爆发或者是超亮超新星爆发。这预示着一种可能性,我们看到的是一颗恒星被黑洞撕裂的景象,就是潮汐瓦解。

这种可能性成了我们研究的一个焦点。根据已经获得的不同波段的雨燕观测数据,以及已发表的对特定波段的研究,我们可以缩小搜索范围。

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我们决定把现有的物理学与观察结果结合起来,比如黑洞吞噬恒星的距离、黑洞撕裂恒星的距离,并在此基础上来写我们的论文。我们认为,一颗质量为太阳质量的0.1到0.4倍的白矮星(一颗已经到了生命尽头的恒星)被一个10万到100万倍太阳质量的黑洞撕裂,就能解释我们所看到的一切。事实上,这与伽马射线到无线电等几个波段的观测结果相匹配。这也为观察到的喷流提供了一个合理的解释。

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但是还有其他的可能性。由加州理工学院的Anna HO和西北大学的Rafaella Margutti所著的两篇论文都推断,“牛”可能是超新星爆发形成的高速旋转的中子星(密度超大星体)产生的。当然,他们也保留了受到黑洞影响的可能性。

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可惜的是,我们错过了该事件的初期阶段,其中可能包含了产生如此巨大的能量的线索。希望未来有更多更好的天文望远镜来观测宇宙,那样的话,我们也许可以捕捉到类似现象的早期阶段。

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. theconversation- Tracy-光锥之外

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