2016年,天文学家在距离地球5亿光年远的一个小星系中目睹了一次明亮的爆发后,西北大学领导的一个研究小组确定,这一异常现象是迄今为止在射电和X射线波段捕获到的第三次快速蓝光瞬变(FBOT)。

FBOT是一个非常明亮的宇宙爆炸家族,它以其快速、高能、强大的能量爆发记录了令天文学家惊讶的事情。之前最著名的FBOT是AT2018COW,这是一个罕见的事件,似乎是黑洞或中子星的诞生。但新发现的FBOT,简称为CRTS-CSS161010 J045834-081803或CSS161010,以其更快、更重、更亮的物质外流,大大超过了AT2018COW。实际上,CSS161010已经产生的外流,它们以超过光速55%的速度发射气体和粒子,这些流出物质也是该类记录中最重的。

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这确实是出乎意料的,我们知道高能爆炸可以以几乎光速喷射物质,特别是伽马射线爆发,但它们只发射出一小部分质量,大约是太阳质量的一百万分之一。但CSS161010以超过光速一半的速度发射了1%到10%的太阳质量,这证明它是一种新的瞬变类型。

研究人员认为导致宇宙中最快的物质外流,只有两种方法:一种是通过伽马射线爆发使一颗大质量恒星坍塌;另一种是两颗中子星合并产生它们。但这项研究,将介绍第三种启动这些物质外流的方法,它能够产生同样的能量现象。这项研究发表在《天体物理学快报》上。

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“奇怪的超新星”

FBOT最初是在光学波长上探测到的。它在几天内达到峰值亮度,然后比标准超新星的上升和衰变要快得多。因为无法得到光波长以外的信息,所以研究人员无法进一步研究它们。因此就称它们为“奇怪的超新星”。

研究团队将多个观测站结合起来,以收集更多关于这些神秘爆炸的信息。2016年,研究人员发现了具有光学波长的CSS161010。利用他们在X射线和无线电波方面的专业知识进行更深入的研究。光学波长可以告诉我们粒子在爆炸中缓慢移动的情况。但“缓慢移动”仍然是每秒10000公里的速度。

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尽管天体物理学家得出结论,CSS161010肯定是一个FBOT,但他们可能永远不会知道它的真相,潜在的性质。因为它只是突然爆发,然后很快就消失了。有人认为CSS161010可能是一颗被中等大小黑洞吃掉的恒星。

虽然AT2018COW和CSS161010在加速这些物质流出的速度上有很大的不同,但它们有一个共同点,即黑洞或中子星的存在,这是关键因素。

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CSS161010的陌生家园

在天文学家发现CSS161010之前,他们还没有注意到它所在的小星系。这颗异常明亮的FBOT引起了人们对厄里达努斯星座附近一个矮星系的注意,这个矮星系的形状就像南半球的一条河流。宿主星系包含大约1000万颗恒星。

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到目前为止,天文学家只在这些微小的星系中发现了像CSS161010和AT2018COW这样明亮的FBOT,这给了我们一个了解它们本质的线索。他们推测,由于这些星系含有如此低水平的金属,微小的星系可能更容易产生瞬变。(天文学家用“金属”一词来表示除氢和氦以外的所有物质。)金属的数量会影响恒星在其一生中以恒星风的形式损失的质量。一颗没有金属的恒星可能会保留更多的质量,在其寿命结束时产生更大的爆炸。

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每当恒星死亡或中子星合并时,它们都会把金属送回环境中。微小的星系有少量的金属,因为没有多少恒星死在那里,这对其他恒星的生活方式会产生影响。科学家相信,在这些微小的星系中,发现这些非常罕见的瞬变现象并非偶然。