放開，AT2018COW。宇宙中有一個新的天文學瞬變，它在無線電波波長上比其神秘的前輩更快，更重，更明亮。

在2016年天文學家目睹在距地球5億光年的微小星系中發(fā)現(xiàn)了一個明亮的爆發(fā)之后，由西北大學領(lǐng)導的團隊確定該異常是有史以來第三個在無線電和X射線中捕獲的快速藍光瞬變(FBOT)波長。

FBOT是一個非常發(fā)光的宇宙爆炸家族，以其快速，充滿活力，強大的能量爆發(fā)而擁有令人驚訝的天文學家的往績。顧名思義，瞬態(tài)消失的速度幾乎與出現(xiàn)的速度一樣快。也許最著名的FBOT是AT2018COW(“牛”)，這是罕見的事件，似乎是黑洞或中子星的誕生。但是，新近確定的FBOT，簡稱CRTS-CSS161010 J045834-081803或CSS161010，以其巨大的速度和大量的物質(zhì)流出大大掩蓋了母牛。

實際上，CSS161010產(chǎn)生了自然界中一些最快的流出物，以超過光速55%的速度釋放出氣體和微粒。它令人難以置信的快速外流也是同類產(chǎn)品中記錄最重的。

該研究的第一作者，西北大學的迪安·科佩詹斯說：“這是出乎意料的。”“我們知道高能爆炸可以幾乎以光速射出物質(zhì)，特別是伽馬射線爆發(fā)，但它們只會發(fā)射少量的質(zhì)量，大約是太陽質(zhì)量的百萬分之一。CSS161010發(fā)射的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的1%到10%太陽以光速的一半以上—這證明這是一類新的瞬態(tài)。”

這項研究的資深作者西北航空的拉法拉·馬古蒂(Raffaella Margutti)說：“我們認為我們知道自然界中流出最快的是什么。”“我們認為只有兩種產(chǎn)生它們的方法—通過將具有伽馬射線爆發(fā)的大質(zhì)量恒星坍塌或?qū)蓚€中子星合并而產(chǎn)生的。我們認為就是這樣。通過這項研究，我們正在介紹第三種方法來啟動這些流出。是在那里出現(xiàn)的一種新的野獸，它能夠產(chǎn)生相同的充滿活力的現(xiàn)象。”

該研究今天(5月26日)發(fā)表在《天體物理學雜志快報》上。

Margutti是西北大學溫伯格文理學院的物理學和天文學助理教授，并且是CIERA(天體物理學跨學科探索與研究中心)的成員。Coppejans是CIERA的博士后研究員，也是Margutti瞬態(tài)研究小組的成員。

奇怪的超新星

FBOT(發(fā)音為F-bot)是一種最初在光波長中檢測到的宇宙爆炸。太熱了，它們發(fā)出藍光，F(xiàn)BOT在幾天之內(nèi)達到峰值亮度，然后迅速消失，這比標準超新星的上升和下降快得多。盡管天文學家在2014年將FBOT視為自己的班級，但他們認為這些奇怪的異?，F(xiàn)象使我們的夜空漫長了很多。

Margutti說：“這些文件可能已經(jīng)存在我們的檔案庫很長時間了，但是我們并沒有意識到它們有什么不同。”“我們看到了無法解釋的其他星系中的毛刺。但是我們無法獲得光波長以外的信息，因此我們無法進一步檢查它們。我們將它們稱為'怪異的超新星'。”

瑪格蒂(Margutti)的團隊將多個天文臺結(jié)合在一起，以收集更多有關(guān)這些神秘爆炸的見識。2016年，卡塔琳娜實時瞬態(tài)調(diào)查和全天候自動超新星調(diào)查(ASAS-SN)的研究人員獨立地發(fā)現(xiàn)了光波長為CSS161010的斑點。然后，一個ASAS-SN小組利用他們在X射線和無線電波方面的專業(yè)知識與Margutti和Coppejans進行了密切接觸。

由于Northwestern可以遠程訪問擁有美國最大的光學和紅外望遠鏡的凱克天文臺，因此他們能夠直接觀察到這一現(xiàn)象。(西北航空是美國僅有的四家擁有這種訪問權(quán)限的機構(gòu)之一。)

“光波長可以告訴我們粒子在爆炸中緩慢移動。但是'緩慢移動'仍然是每秒10,000公里，” Margutti說。“如果想看到更快的粒子，則必須使用X射線和無線電波。然后可以將它們放在一起以查看更完整的圖像。”

盡管天體物理學家斷定CSS161010絕對是FBOT，但他們可能永遠不知道其真正的內(nèi)在本質(zhì)。它只是突然爆發(fā)，然后消失得太快。仍然，他們有一個猜測。

Coppejans說：“我們認為這是一種非常罕見的恒星爆炸。”“盡管可能性較小，但CSS161010可能是一顆被中等大小的黑洞吞噬的恒星。”

Margutti說：“ Cow和CSS161010在加快這些流出速度上有很大的不同。”“但是他們確實共享一件事-內(nèi)部存在黑洞或中子星。這是關(guān)鍵因素。”

CSS161010的陌生家園

在天文學家發(fā)現(xiàn)CSS161010之前，他們還沒有注意到它所在的微小星系。驚人的明亮的FBOT吸引了人們注意，在Eridanus星座附近的矮星系，其形狀像南半球的一條河流。主星系包含約1000萬顆恒星，而銀河系包含數(shù)十億顆恒星。通過遠程訪問夏威夷的凱克望遠鏡，西北研究人員得以瞥見微小的銀河系，看上去只不過是一小塊污跡。

到目前為止，天文學家在這些微小的星系中僅發(fā)現(xiàn)了CSS161010和Cow等明亮的FBOT，這為它們的性質(zhì)提供了線索。盡管Margutti和Coppejans尚未完全探究這些線索，但他們推測，微小的星系可能更容易藏有瞬態(tài)，因為這些星系中的金屬含量極低。(天文學家使用“金屬”一詞來表示除氫和氦之外的所有材料。)

金屬的數(shù)量會影響恒星在整個生命周期中以恒星風形式損失的數(shù)量。沒有金屬的恒星可能會保留其更大的質(zhì)量，并在壽命盡頭產(chǎn)生更大的爆炸。

CIERA的博士后研究員賈科莫·特雷蘭(Giacomo Terreran)進行了凱克觀測，以研究銀河系并幫助了解其中的FBOT。

特雷蘭說：“每當一顆恒星死亡或中子星合并時，它們都會將金屬帶回到環(huán)境中。”“微小的星系中有很少量的金屬，因為在那里死掉的恒星很少。這對其他恒星的生活產(chǎn)生了影響。我們相信，在這些微小的星系中僅發(fā)現(xiàn)這些非常罕見的瞬變不是偶然的。”

對于這項工作，一個國際天體物理學家團隊使用了凱克天文臺的低分辨率成像光譜儀和深層成像和多目標光譜儀，多鏡望遠鏡，錢德拉X射線天文臺，卡爾·J·詹斯基超大型陣列和巨型海浪射電望遠鏡。