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标题: 美国航天局发现神秘爆炸 历史首次
来源: 博科园/日期: 2020-04-06

当一道短暂而不寻常的闪光出现在夜空中,令全球天文学家和天体物理学家感到困惑,这一事件被命名为“2018cow”,并以其官方名称中巧合的最后几个字母命名为“The Cow”。这一事件不同于以往任何一次天体爆发,引发了关于其源头的多种理论。在三天多的时间里,2018cow发出了一种突然爆炸的光,其亮度至少是一般超新星的10倍,然后在接下来的几个月里逐渐减弱。这一不寻常的事件发生在一个名为CGCG 137-068恒星形成星系内部或附近,该星系位于大力神座,距离地球约2亿光年。2018cow是由美国国家航空航天局资助位于夏威夷小行星地面撞击预警系统望远镜首次观测到。

博科园-科学科普:那么2018cow到底是什么呢?利用包括尼尔·盖伦斯·斯威夫特天文台(Neil geh海尔斯·斯威夫特天文台)和核光谱望远镜阵列(NuSTAR)在内的多个NASA项目数据,两个小组正在发表论文,为2018cow起源提供可能的解释。一篇论文认为,2018cow是一个巨大的黑洞,正在粉碎一颗经过的恒星。第二篇论文假设它是一颗超新星(一颗恒星爆炸)产生了一个黑洞或中子星。2018年1月10日星期四,在西雅图举行的第233届美国天文学会会议上,两组科学家在小组讨论中分享了他们的研究。对2018cow一种可能解释是,一颗恒星在天文学家所谓的“潮汐破坏事件”中被撕裂。就像月球引力导致地球海洋膨胀,产生潮汐一样,黑洞对一颗正在靠近恒星也有类似但更强大的影响,最终将其分裂成一股气体流。

2018cow是在一个名为CGCG 137-068星系内或附近爆发爆炸的,该星系位于大力神座,距离地球约2亿光年,这张放大的图片显示了“2018cow”在银河系的位置。图片:Sloan Digital Sky Survey

气体流的尾部被甩出系统,但前缘在黑洞周围摆动,与自身相撞,形成椭圆形的物质云。根据一个研究小组使用的数据,从红外辐射到来自Swift和其他天文台的伽玛射线,这种转换最好地解释了2018cow行为。马里兰州巴尔的摩县马里兰大学(University of Maryland)和马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)的助理研究科学家艾米连(Amy Lien)说:我们从来没有见过完全像牛一样的东西,这非常令人兴奋,我们认为潮汐的破坏在事件开始时造成了快速、非常不寻常的光爆炸,这最好地解释了斯威夫特多波长观测在未来几个月减弱的原因。这颗被撕碎的恒星是一颗白矮星:一颗炽热的、与地球差不多大小的恒星残骸,标志着像我们太阳一样恒星的最终状态。

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还计算出,这个黑洞的质量是太阳质量的10万到100万倍,几乎和它所在星系中央黑洞一样大。在星系中心以外看到如此规模的黑洞是不寻常的,但这2018cow有可能出现在附近卫星星系或球状星团中,这些星系中年龄较大的恒星群中白矮的比例可能高于普通星系。这一发现的研究论文将发表在《皇家天文学会月刊》的未来版本上。该研究的主要作者、伦敦大学学院(UCL)的天体物理学家保罗·奎因(Paul Kuin)说:2018cow在很短的时间内产生了大量碎片云,粉碎更大的恒星产生这样的云,需要更大的黑洞,导致更慢的亮度增加,并需要更长的时间来消耗碎片。一个不同科学家小组能够在更大的波长范围内收集关于2018cow数据,范围从无线电波到伽马射线。

基于这些观察,研究小组认为超新星可能是2018cow的来源。当一颗大质量恒星死亡时,它会爆炸成超新星,留下一个黑洞或一个密度极高的中子星,这头牛可能代表着这些恒星残骸之一的诞生。伊利诺斯州埃文斯顿西北大学天体物理学家Raffaella Margutti说:在2018cow身上看到了以前从未在瞬间或快速变化物体上看到过的特征,研究小组利用高能x射线数据显示,2018cow特征类似于黑洞或中子星等致密物质。但是基于我们在其他波长中所看到的,我们认为这是一个特例,可能已经观测到(迄今第一次)一个实时的紧致物体的产生。Margutti团队分析了多个天文台的数据,包括美国国家航空航天局的NuSTAR,欧洲航天局的XMM-Newton和INTEGRAL卫星,以及美国国家科学基金会的超大型阵列。

研究小组提出,2018cow发出的明亮光学和紫外线信号表明它是超新星爆炸的信号,随后爆发的x射线辐射来自于它落到一个致密物体上时释放出的气体辐射能量。通常,超新星膨胀的碎片云会阻挡爆炸中心致密物体发出的任何光线。由于x射线的辐射,在这种情况下,最初恒星的质量可能相对较低,产生的碎片云相对较薄,来自中心源的x射线可以通过碎片云逃逸。加州理工学院(Caltech)的NuSTAR仪器科学家布赖恩·格里芬斯特(Brian Grefenstette)说:如果我们实时看到一个致密物体的诞生,这可能是我们理解恒星演化的新篇章,用许多不同的天文台观察这个物体,当然,你对一个物体打开的窗户越多,就越能了解它。但是就像我们看到的2018cow一样,这并不一定意味着解决方法会很简单。

参考期刊文献:《天体物理学》,《皇家天文学会月报》

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