神秘“塔斯马尼亚恶魔”宇宙爆炸困扰天文学家

原文作者：Jonathan O'Callaghan

科学家还无法解释是什么导致了宇宙中异常明亮的大爆炸——但一次令人惊喜的观测或可提供线索。

宇宙中一场被称为“塔斯马尼亚恶魔”的爆炸，在发生数月后又在峰值亮度闪烁了十几次。对其观测或有助于缩小范围，解释是什么导致了这类爆炸（所谓快速蓝色光学暂现，LFBOT）——尽管这些观测也带来了新的疑问。

LFBOT在宇宙中随处可见，而且无法解释。第一个被命名为AT2018cow，绰号“奶牛”，2018年发现于一个距离地球6000万秒差距（2亿光年）的星系。奶牛的亮度高达超新星的100倍，在短短几天后迅速暗淡，而超新星要数周才会变暗。

那以后人们发现了六七个LFBOT，其中有被称作“考拉”、“骆驼”，还有今年早些时候发现的“雀”。但天文学家还不确定它们是怎么造成的。主流观点是，这些爆炸要么是失败超新星——恒星在爆炸之前坍缩成了黑洞或中子星——中等质量黑洞吞噬了其他恒星，要么是天体和被称为沃尔夫-拉叶星的炽热明亮恒星相互作用的结果。

在《自然》11月15日发表的一项研究中[1]，康奈尔大学的天文学家Anna Ho带领的一个团队描述了一个LFBOT的新活动，发现于2022年9月，距离地球约10亿秒差距，正式名称为AT2022tsd，绰号塔斯马尼亚恶魔（袋獾）。最初研究者使用智利的麦哲伦-巴德望远镜发现塔斯马尼亚恶魔在持续以亮度峰值闪光，从2022年12月开始。他们看到了总计14个此类闪光事件，每次仅持续几分钟。

Ho说，“过去LFBOT中没有见过这样的闪光。”她补充说，每次意想不到的闪光“都与最初的LFBOT一样强烈。”

“这是一次令人惊奇的观察。”加利福尼亚大学的天体物理学家Raffaella Margutti说。“前所未有，它提出了许多问题。”

坍缩恒星

Ho说，这些闪光可能支持失败超新星的观点，即一颗20倍太阳质量的恒星燃尽后坍缩，在周围恒星残骸中留下一颗致密中子星或一个黑洞。“我们认为这些闪光可能来自一个中子星或黑洞，它们形成于最初的LFBOT事件中。”

如果这个LFBOT中心的中子星或黑洞从极点射出强大的能量喷流，可以解释这些闪光。这些喷流会随着天体旋转射入太空——如果它们反复指向地球方向，就能解释塔斯马尼亚恶魔的闪光。“这可能是少数几次它直接指向我们的情况。”

美国哥伦比亚大学的Brian Metzger说，这个观察“相当惊人”，“在某种程度上证实了基于其他证据获得的结论”——即LFBOT涉及到以光速飞行的电子“在某种形式的外向流中加热或加速”。

进一步观测可以帮助确定这些天体的质量，或许能最终解释其起源。“一个中等质量黑洞相当于10000个太阳质量。”Ho说，“一个失败的超新星可能更接近10或100个太阳质量。”她补充说闪光是搞清楚天体质量的一个途径。“你检测一个快速变化的信号时，可以用它变化多快来估计信号源天体的大小。”高速意味着天体旋转快——意味着质量较低。

Margutti说，闪光“肯定说明，那个LFBOT和超新星爆发不是一回事。”但她补充说，喷流也可能由黑洞吸积提供动力，比如来自一颗伴星。

正在建设中的智利薇拉·鲁宾天文台预计明年可以对宇宙进行广泛观测，届时它有望发现“10到100倍的此类天体”，Ho说。这可能有助于天文学家缩小范围，判断其成因。在这些天体最初爆发后尽早发现和研究很关键。“现在，我们注意到它们的时候通常已经过了两三周了。”Ho说，“我们需要更快找到它们。”