當(dāng)?shù)蓝虝憾粚こ５拈W光出現(xiàn)在夜空中，令全球天文學(xué)家和天體物理學(xué)家感到困惑，這一事件被命名為“2018cow”，并以其官方名稱(chēng)中巧合的最后幾個(gè)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(guān)于其源頭的多種理論。在三天多的時(shí)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(lái)的幾個(gè)月里逐漸減弱。這一不尋常的事件發(fā)生在一個(gè)名為CGCG 137-068恒星形成星系內(nèi)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(guó)國(guó)家航空航天局資助位于夏威夷小行星地面撞擊預(yù)警系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡首次觀測(cè)到。

博科園-科學(xué)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(tái)(Neil geh海爾斯·斯威夫特天文臺(tái))和核光譜望遠(yuǎn)鏡陣列(NuSTAR)在內(nèi)的多個(gè)NASA項(xiàng)目數(shù)據(jù)，兩個(gè)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(rèn)為，2018cow是一個(gè)巨大的黑洞，正在粉碎一顆經(jīng)過(guò)的恒星。第二篇論文假設(shè)它是一顆超新星（一顆恒星爆炸）產(chǎn)生了一個(gè)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(guó)天文學(xué)會(huì)會(huì)議上，兩組科學(xué)家在小組討論中分享了他們的研究。對(duì)2018cow一種可能解釋是，一顆恒星在天文學(xué)家所謂的“潮汐破壞事件”中被撕裂。就像月球引力導(dǎo)致地球海洋膨脹，產(chǎn)生潮汐一樣，黑洞對(duì)一顆正在靠近恒星也有類(lèi)似但更強(qiáng)大的影響，最終將其分裂成一股氣體流。

氣體流的尾部被甩出系統(tǒng)，但前緣在黑洞周?chē)鷶[動(dòng)，與自身相撞，形成橢圓形的物質(zhì)云。根據(jù)一個(gè)研究小組使用的數(shù)據(jù)，從紅外輻射到來(lái)自Swift和其他天文臺(tái)的伽瑪射線，這種轉(zhuǎn)換最好地解釋了2018cow行為。馬里蘭州巴爾的摩縣馬里蘭大學(xué)(University of Maryland)和馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達(dá)德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)的助理研究科學(xué)家艾米連(Amy Lien)說(shuō)：我們從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)完全像牛一樣的東西，這非常令人興奮，我們認(rèn)為潮汐的破壞在事件開(kāi)始時(shí)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(zhǎng)觀測(cè)在未來(lái)幾個(gè)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(biāo)志著像我們太陽(yáng)一樣恒星的最終狀態(tài)。

還計(jì)算出，這個(gè)黑洞的質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的10萬(wàn)到100萬(wàn)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(tuán)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(xué)會(huì)月刊》的未來(lái)版本上。該研究的主要作者、倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)的天體物理學(xué)家保羅·奎因(Paul Kuin)說(shuō)：2018cow在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了大量碎片云，粉碎更大的恒星產(chǎn)生這樣的云，需要更大的黑洞，導(dǎo)致更慢的亮度增加，并需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)消耗碎片。一個(gè)不同科學(xué)家小組能夠在更大的波長(zhǎng)范圍內(nèi)收集關(guān)于2018cow數(shù)據(jù)，范圍從無(wú)線電波到伽馬射線。

天文學(xué)家利用地面天文臺(tái)捕捉到“2018cow”宇宙事件的發(fā)展過(guò)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(diào)查觀測(cè)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(yuǎn)鏡觀測(cè)到2018cow亮度非常接近該事件的峰值，當(dāng)時(shí)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(yuǎn)鏡，在2018cow亮度達(dá)到峰值近一個(gè)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(rèn)為超新星可能是2018cow的來(lái)源。當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星死亡時(shí)，它會(huì)爆炸成超新星，留下一個(gè)黑洞或一個(gè)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(xué)天體物理學(xué)家Raffaella Margutti說(shuō)：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(guò)的特征，研究小組利用高能x射線數(shù)據(jù)顯示，2018cow特征類(lèi)似于黑洞或中子星等致密物質(zhì)。但是基于我們?cè)谄渌ㄩL(zhǎng)中所看到的，我們認(rèn)為這是一個(gè)特例，可能已經(jīng)觀測(cè)到（迄今第一次）一個(gè)實(shí)時(shí)的緊致物體的產(chǎn)生。Margutti團(tuán)隊(duì)分析了多個(gè)天文臺(tái)的數(shù)據(jù)，包括美國(guó)國(guó)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(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的超大型陣列。

研究小組提出，2018cow發(fā)出的明亮光學(xué)和紫外線信號(hào)表明它是超新星爆炸的信號(hào)，隨后爆發(fā)的x射線輻射來(lái)自于它落到一個(gè)致密物體上時(shí)釋放出的氣體輻射能量。通常，超新星膨脹的碎片云會(huì)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(zhì)量可能相對(duì)較低，產(chǎn)生的碎片云相對(duì)較薄，來(lái)自中心源的x射線可以通過(guò)碎片云逃逸。加州理工學(xué)院(Caltech)的NuSTAR儀器科學(xué)家布賴(lài)恩·格里芬斯特(Brian Grefenstette)說(shuō)：如果我們實(shí)時(shí)看到一個(gè)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(tái)觀察這個(gè)物體，當(dāng)然，你對(duì)一個(gè)物體打開(kāi)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(huì)很簡(jiǎn)單。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來(lái)自：NASA

參考期刊文獻(xiàn):《天體物理學(xué)》，《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》

Cite:?arxiv.org/abs/1808.08492?

博科園-傳遞宇宙科學(xué)之美