奶牛精彩！身為宇宙萬物的墳?zāi)梗诙吹恼Q生卻是無比絢麗超新星|恒星|天文學(xué)家

【 奶牛|精彩！身為宇宙萬物的墳?zāi)梗诙吹恼Q生卻是無比絢麗】劇烈的宇宙爆炸剛好揭示了黑洞的誕生
恒星之死，黑洞之生

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（圖源：sakkmesterke/ iStock）
2018年似乎已經(jīng)過去很久了，但是這一年，天文學(xué)家目睹了在距地球2億光年的某星系中發(fā)生的一次猛烈爆炸，留給所有人滿腹的困惑。它與其他所有觀測(cè)到的超新星都不一樣—它爆炸的威力太強(qiáng)，且異常明亮。科學(xué)界最初稱之為AT2018cow，然后很快給它起了一個(gè)更有趣的名稱：奶牛。

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（圖解：“奶牛”出現(xiàn)的位置。圖源：R.Margutti / W. M. Keck Observatory）
在隨后的幾年中，這個(gè)短暫發(fā)生的事件仍然是個(gè)謎—它可能是一顆恒星被附近的黑洞撕成了碎片，也可能是一個(gè)“失敗超新星”事件—大質(zhì)量恒星的核心完全坍縮形成恒星黑洞。但是為了確認(rèn)哪種情形是正確的，天文學(xué)家需要再觀測(cè)一次類似“奶牛”的爆炸。
幸運(yùn)的是，最近類似的事件上演了。
從2020年10月12日開始，天文望遠(yuǎn)鏡在30億光年外的某星系中觀測(cè)到了另一個(gè)爆炸事件，同樣的，它迅速發(fā)出了耀眼的光芒，隨后永遠(yuǎn)消失。此次事件恰好能夠與“奶牛”相互應(yīng)證。天文學(xué)家在預(yù)印論文網(wǎng)站發(fā)表了一篇相關(guān)論文，并給此次事件起名為“駱駝”。

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（圖解：“駱駝”出現(xiàn)的位置。圖源：arXiver）

天文學(xué)家開始了關(guān)于黑洞誕生的相關(guān)數(shù)據(jù)收集工作

西北大學(xué)的天體物理學(xué)家黛安·科佩詹斯（DeanneCoppejans）在《量子雜志》的一份報(bào)告中說：“這真是令人興奮。”“類似AT2018cow這樣的新瞬變現(xiàn)象的發(fā)生說明這并不是一個(gè)偶然的古怪事件。這是我們正在研究的一種新型瞬變。”
對(duì)于天文學(xué)家來說，“奶牛”事件是史無前例的—它明顯無法被準(zhǔn)確解釋。但是“駱駝”是在科學(xué)儀器被調(diào)式并開始捕捉相關(guān)事件之后出現(xiàn)的。利物浦約翰·摩爾斯大學(xué)的天體物理學(xué)家丹尼爾·佩利（DanielPerley）說：“我們能夠在其發(fā)生的幾天之內(nèi)了解其中的秘密。”
“而且我們有很多后續(xù)數(shù)據(jù)，”佩利補(bǔ)充說。
幾天后，研究小組對(duì)夏威夷和加那利群島的望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了算法培訓(xùn)，以收集關(guān)鍵數(shù)據(jù)并描繪出極其劇烈的宇宙爆炸的特征。他們甚至在一項(xiàng)名為“天文學(xué)家電報(bào)”的服務(wù)器上發(fā)出了全球范圍內(nèi)的公告，以供其他天文學(xué)家查看。

類似于“僵尸轉(zhuǎn)世”的恒星之死

此次新發(fā)生的“駱駝”事件一開始有兩個(gè)名字：一是來自記錄所有瞬變事件的全球目錄編寫的代號(hào)AT2020xnd，以及ZTF20acigmel，編號(hào)來自茲威基瞬變?cè)O(shè)施，它最初發(fā)現(xiàn)了此類太空爆炸。后來這一事件的名字被改成了一個(gè)更相關(guān)的詞：“駱駝”—“Xnd的命名關(guān)聯(lián)性并不高，”佩利對(duì)量子雜志說。
就像“奶牛”一樣，“駱駝”在短時(shí)間內(nèi)燃燒至非常明亮，在兩到三天內(nèi)達(dá)到了峰值亮度。它的亮度大約是典型超新星的100倍，然后在幾天而不是幾周內(nèi)變暗。“它的變暗過程非常快，并且在變暗時(shí)仍然很熱，”佩利說。
（圖解：超新星爆炸）

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在“駱駝”之前，還有另外兩個(gè)類似“奶牛”的事件被天文學(xué)家研究過，分別為代號(hào)“CSS161010”和“考拉”。雖然它們符合相似的過程—快速變亮然后變暗，并且由于產(chǎn)生巨大的熱量，使其光芒看起來是藍(lán)色的，但這些“藍(lán)色的光學(xué)瞬變事件”與這兩回觀測(cè)到的爆炸是不同的。
加州大學(xué)伯克利分校的天體物理學(xué)家安娜·何（AnnaHo）說：“爆炸本身和僵尸轉(zhuǎn)世的行為非常相似。”她首先發(fā)現(xiàn)了“考拉”，后來又加入了“駱駝”的發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)。這一系列過程看起來像是一顆恒星與附近的塵土和氣體相撞而產(chǎn)生的爆炸。

像“駱駝”和“奶牛”這樣的黑洞會(huì)發(fā)射強(qiáng)大的噴射流穿過死星的外層

但是，“通常而言我們所觀測(cè)到的碰撞階段所產(chǎn)生的爆炸會(huì)與其周圍的物質(zhì)相撞，但收集到的數(shù)據(jù)表明，無論是周圍的物質(zhì)數(shù)量，還是爆炸的沖擊波穿過物質(zhì)的速度都不符合常理。”
換句話說，科學(xué)家目睹的可能是“失敗超新星”假設(shè)所預(yù)言到的景象—一顆大約是我們太陽質(zhì)量20倍的超大恒星，它耗盡了內(nèi)部燃料并開始走向衰亡。當(dāng)核心坍塌時(shí)，這種大小的恒星的墜入物質(zhì)通常向外“反彈”—最后僅留下一個(gè)密度極大的天體：中子星。