在宇宙中一个绝无可能的地方,有什么奇怪的东西发生了爆炸

星空天文说 2023-10-08 07:45:01

科学家的最新研究让一种本就十分古怪的天文现象显得更加离奇。

哈勃太空望远镜拍摄的“蓝光瞬态”。橙色定位标志所指之处即为“鸣禽”。NASA / ESA / STScI

科学家的最新研究让一种本就十分古怪的天文现象显得更加离奇。这种被称为“明亮快速蓝色光学瞬态(Luminous Fast Blue Optical Transient,缩写为 LFBOT)”的现象,看起来和超新星爆发相似。但今年 4 月观测到的一起却发生在超新星几乎不可能出现的地方。这个地方远离“喧嚣热闹”的星系,孤悬在茫茫的虚空中。

“蓝光瞬态”是宇宙中已知最明亮的可见光事件之一。它的出现在时间上无规律可循。首次“蓝光瞬态”是在 2018 年被观测到的,随后人们平均每年都会发现一次。

今年 4 月 10 日,又一次“蓝光瞬态”出现。全球天文学家动用了大量专业设备,在电磁波的全部频段上对其进行了研究。研究人员确定了它在太空中的位置,将其编号为AT2023fhn,并送了它一个外号——“鸣禽(Finch)”。

“鸣禽”有“蓝光瞬态”该有的一切特征——很明亮,很蓝,发展速度很快,会在几天内迅速变暗(超新星爆发会持续几周甚至几个月)。但让人感到不解的是它在太空中的位置。

“鸣禽”出现在两个相邻的星系之间。这两个星系一个是漩涡星系,“鸣禽”和这个星系的距离大约是 5 万光年;另一个是较小的矮星系,“鸣禽”距离它大约 1.5 万光年。换而言之,“鸣禽”出现在一个“荒无人烟”的地方,而此前观测到的其他“蓝光瞬态”都发生在星系的内部。

对于“鸣禽”这类爆发现象,天文学家一般会倾向于认为它是一种少见的超新星。

超新星爆发可以分成两大类,一种较弱,一种较强。较强的那种是大质量恒星燃料耗尽导致的,它的前身恒星内核会在爆发过程中发生坍缩,变成中子星或黑洞。

但恒星的诞生地基本上都在星系的内部,那里星云物质丰富,恒星才有充足的原料批量产生。大质量恒星产生后,也不可能有充足的时间迁徙到“荒无人烟”的星系外再爆发。这是因为大质量恒星的寿命一般都很短,它们在它们的诞生之地就会燃尽爆发。也就是说,“鸣禽”所在之处,是所有类型的超新星都不可能出现的地方。

人们有理由怀疑“鸣禽”不是“蓝光瞬态”,但多方观测结果证明它就是一次“蓝光瞬态”。

如果不是超新星,那么“蓝光瞬态”的本质就是个谜。有学者认为它们可能与中等质量黑洞撕裂恒星有关。中等质量黑洞很多隐藏在星系晕中的球状星团内,而星系晕可以距离星系本体十分遥远。但目前还没有观测证据支持这一点。

也有学者怀疑“鸣禽”可能与中子星合并有关。中子星也是大质量恒星的内核残骸,它们可以不远万里跑到星系外部,在一段长达数十亿年的漫长过程中逐渐相互靠近,最终撞在一起。

中子星碰撞的一瞬间,会释放出比普通超新星强至少千倍的能量,为我们奉献一颗所谓的“千新星(kilonova)”。而假如发生碰撞的中子星中有一颗拥有超强磁场,也就是所谓的“磁星”,那么根据某些学者的推测,爆发的威力和亮度可能还会被放大至少百倍。

必须承认的是,目前天文学家手头掌握的“蓝光瞬态”数据依然偏少。想要揭开这个谜,搜集更多的样本数据是必不可少的。而这有待时日。

与该研究相关的论文,发表在《英国皇家天文学会月刊》上。

参考AT2023fhn (the Finch): a Luminous Fast Blue Optical Transient at a large offset from its host galaxyhttps://arxiv.org/abs/2307.01771

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