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前所未有的天文發現:恒星屍體顯示出活躍跡象

2024-01-09科學

康奈爾大學領導的研究小組進行的突破性觀測揭示了恒星爆炸後從恒星屍體中反復產生的高能耀斑,這對現有的恒星死亡理論提出了挑戰,並強調了黑洞或中子星在這種罕見的強烈現象中可能扮演的角色。一顆遙遠恒星的爆炸性死亡留下了一具活躍的恒星屍體,據信這是幾個月來探測到的多個高能耀斑的來源。

康奈爾大學領導的研究小組在最近發表在【自然】雜誌上的一項研究中報告了這一天文學家從未見過的現象。

這些明亮而短暫的閃光--持續時間短至幾分鐘,其威力不亞於 100 天後的原始爆炸--出現在一種罕見的恒星大災難之後,研究人員一直在尋找這種恒星大災難,這種恒星大災難被稱為發光快速藍光瞬變體(LFBOT)。

自2018年被發現以來,天文學家們一直在猜測是什麽可能驅動了這種極端爆炸,這種爆炸的亮度遠遠高於大品質恒星通常經歷的劇烈終結,但在幾天而不是幾周內就會消退。研究小組認為,這種之前未知的耀斑活動由世界各地的 15 台望遠鏡進行了研究,證實了引擎一定是恒星的屍體:黑洞或中子星。

獨特的天文事件: AT2022tsd

天文學助理教授安娜-Y. 文理學院天文學助理教授 Anna Y. Q. Ho 說。"這解決了多年來關於這種爆炸的動力是什麽的爭論,並揭示了一種異常直接的研究恒星屍體活動的方法。"

Ho是最近發表的一項研究的第一作者,他與70多位共同作者一起幫助描述了被正式命名為AT2022tsd、綽號"塔斯馬尼亞惡魔"的LFBOT,以及隨後在距離地球大約10億光年處看到的光脈沖。

2022年9月,在加州茲威基瞬變設施(Zwicky Transient Facility)進行的一次全天空巡天中,每天都會檢測到50萬個變化(或稱瞬變)。

隨後在2022年12月,在對逐漸消失的爆炸進行例行監測時,何炅與合作者英國利物浦約翰莫耳斯大學的丹尼爾-佩裏(Daniel Perley)和以色列魏茲曼科學研究院的陳平(Ping Chen)會聚一堂,審查由陳平進行和分析的新觀測結果--一組五幅影像,每幅影像的時間跨度為幾分鐘。第一幅影像沒有顯示任何東西,這在意料之中,但第二幅影像發現了光線,隨後在中間幀出現了一個強烈的亮點,但很快就消失了。

"沒有人知道該說什麽,"Ho 回憶說。"我們以前從未見過這樣的事情--速度如此之快,亮度和幾個月後的原始爆炸一樣強烈--在任何超新星或 FBOT 中都是如此。在天文學領域,我們從未見過這種情況。"

為了進一步研究這種突然變亮的現象,研究人員與合作夥伴合作,利用其他十幾台望遠鏡進行觀測,其中包括一台配備了高速相機的望遠鏡。研究小組梳理了之前的數據,努力排除其他可能的光源。Ho說,他們的分析最終證實,在120天的時間裏,至少有14個不規則光脈沖,這很可能只是總數的一小部份。

她說:"令人驚奇的是,光源並沒有像人們預想的那樣逐漸變暗,而是短暫地再次變亮--一次又一次,一次又一次。LFBOT已經是一種奇怪的奇異事件了,所以這次的情況更加奇怪。"

對恒星前進演化和大災變的影響

究竟是什麽過程在起作用--也許是黑洞以接近光速的速度向外噴射恒星物質--還有待研究。Ho希望這項研究能推進長期以來的目標,即繪制恒星在生命過程中的特性圖,以預測它們的死亡方式和產生的屍體型別。

Ho說,就LFBOTs而言,快速旋轉或強磁場很可能是它們發射機制的關鍵組成部份。也有可能它們根本不是傳統意義上的超新星,而是由恒星與黑洞合並引發的。

她說:"我們看到的可能是一種完全不同的宇宙災難渠道。這種不尋常的爆炸有望讓人們對恒星的生命周期有新的認識,而這種生命周期通常只能在不同階段的快照中看到--恒星、爆炸、殘余物--而不是作為單一系統的一部份。LFBOT可能提供了一個機會,可以觀察到恒星正在向其'來世'過渡的過程。"

Ho說:"因為這具'屍體'並不只是坐在那裏,它很活躍,在做一些我們可以探測到的事情。我們認為這些耀斑可能來自於這些新形成的遺跡之一,這讓我們有辦法研究它們剛剛形成時的特性"。

編譯來源:ScitechDaily