在5億光年外，發現奇異瞬變體，以超過光速55%的速度噴射出物質

2020-08-11 博科園

天文學家在宇宙中發現一個新的天文瞬變，在射電波長上，它比神秘的前身更快、更重、更亮。天文學家在距離地球5億光年的一個小星系中，觀測到了一次明亮的爆發，由西北大學領導的一個研究小組確定：這是有史以來用射電和X射線波長捕捉到的第三次快速藍色光學瞬變(FBOT)。作為一個高亮度的宇宙爆炸家族，藍色光學瞬變有著令天文學家驚訝的記錄，其快速、能量和強大的能量爆發令人驚訝。

顧名思義，瞬變的消退速度幾乎和出現速度一樣快，也許最著名的藍色光學瞬變是AT2018COW，這是一個罕見的事件，似乎是黑洞或中子星的誕生。但新發現的藍色光學瞬變，名為CRTS-CSS161010J045834-081803或簡稱CSS161010，與其物質外流的絕對速度和質量流失程度相比，已經大大黯然失色。事實上，CSS161010產生了自然界中一些最快的外流，以超過光速55%的速度發射氣體和粒子。

它令人難以置信的物質快速流出，也是有記錄以來同類中質量最多。研究的第一作者、西北大學的Deanne Coppejans說：這是意想不到的，我們知道有高能爆炸，可以幾乎近光速噴射物質，特別是伽馬射線爆發，但它們只發射少量的質量，大約是太陽質量的百萬分之一。CSS161010以超過光速一半的速度，發射了太陽質量1%到10%，所以該證據表明這是一種新的瞬變。這項研究的資深作者、西北大學Raffaella Margutti說：

我們知道自然界中是什麼導致了最快的外流，只有兩種方法可以產生它們：伽馬射線爆發使一顆大質量恆星坍塌，或者兩顆中子星合併。通過這項研究，引入了第三種方式可以發射這些流出。外面有一種新的「野獸」，它能夠產生同樣的能量現象，其研究成果發表在《天體物理學》期刊上。Margutti是西北大學溫伯格文理學院物理學和天文學助理教授，也是Ciera(天體物理學跨學科探索和研究中心)的成員。

奇異的超新星爆炸

藍色光學瞬變（FBOT）是一種最初在光學波長上探測到的宇宙爆炸，熱到發出藍色光芒，藍色光學瞬變在幾天內達到峰值亮度，然後迅速衰減，比標準超新星上升和衰減快得多。儘管天文學家早在2014年就認識到藍色光學瞬變，但天文學家認為這些奇怪的異常現象在夜空中存在的時間要長得多。這些可能已經在天文記錄檔案裡很長時間了，但沒有意識到它們有什麼不同。

天文學家在其他星系中看到了無法解釋的現象，但無法獲得光學波長以外的信息，所以研究人員無法進一步研究它們，只能稱它們為『奇異的超新星爆炸』。研究團隊結合了多個天文臺，以收集對這些神秘爆炸的更多洞察。2016年，卡特琳娜實時瞬變探測和全天自動超新星探測(ASAS-SN)的研究人員，獨立發現了具有光學波長的CSS161010。然後，ASAS-SN的一個團隊找到了本研究的研究團隊，利用他們在X射線和無線電波方面的專業知識進行仔細研究。

因為西北大學可以遠程訪問凱克天文臺，那裡有美國最大的光學和紅外望遠鏡，所以能夠直接觀察到這一現象。光學波長可以告訴我們粒子在爆炸中的移動速度比較緩慢，但『緩慢移動』仍然達到每秒1萬公裡。如果想看到更快的粒子，那麼必須使用X射線和無線電波，然後可以把它們放在一起，看到更完整的畫面雖然天體物理學家得出結論：CSS161010絕對是一個藍色光學瞬變，但可能永遠不會知道它真實、潛在的本質。

它只是簡單地燃燒起來，然後很快就消失了，儘管如此，天文學家還是有一個猜測。研究認為這是一種非常罕見的恆星爆炸，雖然可能性較小，但CSS161010可能是一顆被中等大小黑洞吞噬的恆星。AT2018COW和CSS161010在能夠加速這些物質外流的速度上有很大不同，但它們確實有一個共同點：內部存在黑洞或中子星，這就是關鍵因素。

博科園｜研究/來自：西北大學

研究發表期刊《天體物理學》

研究論文DOI: 10.3847/2041-8213/ab8cc7

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