當?shù)蓝虝憾粚こ5拈W光出現(xiàn)在夜空中,令全球天文學家和天體物理學家感到困惑,這一事件被命名為“2018cow”,并以其官方名稱中巧合的最后幾個字母命名為“The Cow”。這一事件不同于以往任何一次天體爆發(fā),引發(fā)了關于其源頭的多種理論。在三天多的時間里,2018cow發(fā)出了一種突然爆炸的光,其亮度至少是一般超新星的10倍,然后在接下來的幾個月里逐漸減弱。這一不尋常的事件發(fā)生在一個名為CGCG 137-068恒星形成星系內部或附近,該星系位于大力神座,距離地球約2億光年。2018cow是由美國國家航空航天局資助位于夏威夷小行星地面撞擊預警系統(tǒng)望遠鏡首次觀測到。
博科園-科學科普:那么2018cow到底是什么呢?利用包括尼爾·蓋倫斯·斯威夫特天文臺(Neil geh海爾斯·斯威夫特天文臺)和核光譜望遠鏡陣列(NuSTAR)在內的多個NASA項目數(shù)據,兩個小組正在發(fā)表論文,為2018cow起源提供可能的解釋。一篇論文認為,2018cow是一個巨大的黑洞,正在粉碎一顆經過的恒星。第二篇論文假設它是一顆超新星(一顆恒星爆炸)產生了一個黑洞或中子星。
2018年1月10日星期四,在西雅圖舉行的第233屆美國天文學會會議上,兩組科學家在小組討論中分享了他們的研究。對2018cow一種可能解釋是,一顆恒星在天文學家所謂的“潮汐破壞事件”中被撕裂。就像月球引力導致地球海洋膨脹,產生潮汐一樣,黑洞對一顆正在靠近恒星也有類似但更強大的影響,最終將其分裂成一股氣體流。
2018cow是在一個名為CGCG 137-068星系內或附近爆發(fā)爆炸的,該星系位于大力神座,距離地球約2億光年,這張放大的圖片顯示了“2018cow”在銀河系的位置。圖片:Sloan Digital Sky Survey
氣體流的尾部被甩出系統(tǒng),但前緣在黑洞周圍擺動,與自身相撞,形成橢圓形的物質云。根據一個研究小組使用的數(shù)據,從紅外輻射到來自Swift和其他天文臺的伽瑪射線,這種轉換最好地解釋了2018cow行為。馬里蘭州巴爾的摩縣馬里蘭大學(University of Maryland)和馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)的助理研究科學家艾米連(Amy Lien)說:我們從來沒有見過完全像牛一樣的東西,這非常令人興奮,我們認為潮汐的破壞在事件開始時造成了快速、非常不尋常的光爆炸,這最好地解釋了斯威夫特多波長觀測在未來幾個月減弱的原因。這顆被撕碎的恒星是一顆白矮星:一顆熾熱的、與地球差不多大小的恒星殘骸,標志著像我們太陽一樣恒星的最終狀態(tài)。
2018cow是在距離地球2億光年的大力神座星系CGCG 137-068附近爆爆炸的,黃色十字顯示了這個令人困惑的爆炸位置。圖片:Sloan Digital Sky Survey
還計算出,這個黑洞的質量是太陽質量的10萬到100萬倍,幾乎和它所在星系中央黑洞一樣大。在星系中心以外看到如此規(guī)模的黑洞是不尋常的,但這2018cow有可能出現(xiàn)在附近衛(wèi)星星系或球狀星團中,這些星系中年齡較大的恒星群中白矮的比例可能高于普通星系。這一發(fā)現(xiàn)的研究論文將發(fā)表在《皇家天文學會月刊》的未來版本上。該研究的主要作者、倫敦大學學院(UCL)的天體物理學家保羅·奎因(Paul Kuin)說:2018cow在很短的時間內產生了大量碎片云,粉碎更大的恒星產生這樣的云,需要更大的黑洞,導致更慢的亮度增加,并需要更長的時間來消耗碎片。一個不同科學家小組能夠在更大的波長范圍內收集關于2018cow數(shù)據,范圍從無線電波到伽馬射線。
天文學家利用地面天文臺捕捉到“2018cow”宇宙事件的發(fā)展過程,正如在這三張圖片中看到的。左圖:2003年,新墨西哥州的斯隆數(shù)字天空調查觀測到了主星系Z 137-068,但看不到2018cow。(綠色圓圈表示2018cow最終出現(xiàn)的位置)。中圖:2018年6月20日,西班牙加那利群島的利物浦望遠鏡觀測到2018cow亮度非常接近該事件的峰值,當時它的亮度比主星系高得多。右圖:同樣位于加那利群島的威廉·赫歇爾望遠鏡,在2018cow亮度達到峰值近一個月后,拍攝了一張高分辨率照片。圖片:Daniel Perley, Liverpool John Moores University
基于這些觀察,研究小組認為超新星可能是2018cow的來源。當一顆大質量恒星死亡時,它會爆炸成超新星,留下一個黑洞或一個密度極高的中子星,這頭??赡艽碇@些恒星殘骸之一的誕生。伊利諾斯州埃文斯頓西北大學天體物理學家Raffaella Margutti說:在2018cow身上看到了以前從未在瞬間或快速變化物體上看到過的特征,研究小組利用高能x射線數(shù)據顯示,2018cow特征類似于黑洞或中子星等致密物質。
但是基于我們在其他波長中所看到的,我們認為這是一個特例,可能已經觀測到(迄今第一次)一個實時的緊致物體的產生。Margutti團隊分析了多個天文臺的數(shù)據,包括美國國家航空航天局的NuSTAR,歐洲航天局的XMM-Newton和INTEGRAL衛(wèi)星,以及美國國家科學基金會的超大型陣列。
研究小組提出,2018cow發(fā)出的明亮光學和紫外線信號表明它是超新星爆炸的信號,隨后爆發(fā)的x射線輻射來自于它落到一個致密物體上時釋放出的氣體輻射能量。通常,超新星膨脹的碎片云會阻擋爆炸中心致密物體發(fā)出的任何光線。由于x射線的輻射,在這種情況下,最初恒星的質量可能相對較低,產生的碎片云相對較薄,來自中心源的x射線可以通過碎片云逃逸。加州理工學院(Caltech)的NuSTAR儀器科學家布賴恩·格里芬斯特(Brian Grefenstette)說:如果我們實時看到一個致密物體的誕生,這可能是我們理解恒星演化的新篇章,用許多不同的天文臺觀察這個物體,當然,你對一個物體打開的窗戶越多,就越能了解它。但是就像我們看到的2018cow一樣,這并不一定意味著解決方法會很簡單。



