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  • 发现奇异瞬变体,以超过光速55%的速度,喷射出10%的太阳质量

    天文学家在宇宙中发现一个新的天文瞬变,在射电波长上,它比神秘的前身更快、更重、更亮。天文学家在距离地球5亿光年的一个小星系中,观测到了一次明亮的爆发,由西北大学领导的一个研究小组确定:这是有史以来用射电和X射线波长捕捉到的第三次快速蓝色光学瞬变(FBOT)。作为一个高亮度的宇宙爆炸家族,蓝色光学瞬变有着令天文学家惊讶的记录,其快速、能量和强大的能量爆发令人惊讶。

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    顾名思义,瞬变的消退速度几乎和出现速度一样快,也许最著名的蓝色光学瞬变是AT2018COW,这是一个罕见的事件,似乎是黑洞或中子星的诞生。但新发现的蓝色光学瞬变,名为CRTS-CSS161010J045834-081803或简称CSS161010,与其物质外流的绝对速度和质量流失程度相比,已经大大黯然失色。事实上,CSS161010产生了自然界中一些最快的外流,以超过光速55%的速度发射气体和粒子。

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    它令人难以置信的物质快速流出,也是有记录以来同类中质量最多。研究的第一作者、西北大学的Deanne Coppejans说:这是意想不到的,我们知道有高能爆炸,可以几乎近光速喷射物质,特别是伽马射线爆发,但它们只发射少量的质量,大约是太阳质量的百万分之一。CSS161010以超过光速一半的速度,发射了太阳质量1%到10%,所以该证据表明这是一种新的瞬变。这项研究的资深作者、西北大学Raffaella Margutti说:

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    我们知道自然界中是什么导致了最快的外流,只有两种方法可以产生它们:伽马射线爆发使一颗大质量恒星坍塌,或者两颗中子星合并。通过这项研究,引入了第三种方式可以发射这些流出。外面有一种新的“野兽”,它能够产生同样的能量现象,其研究成果发表在《天体物理学》期刊上。Margutti是西北大学温伯格文理学院物理学和天文学助理教授,也是Ciera(天体物理学跨学科探索和研究中心)的成员。

    奇异的超新星爆炸

    蓝色光学瞬变(FBOT)是一种最初在光学波长上探测到的宇宙爆炸,热到发出蓝色光芒,蓝色光学瞬变在几天内达到峰值亮度,然后迅速衰减,比标准超新星上升和衰减快得多。尽管天文学家早在2014年就认识到蓝色光学瞬变,但天文学家认为这些奇怪的异常现象在夜空中存在的时间要长得多。这些可能已经在天文记录档案里很长时间了,但没有意识到它们有什么不同。

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    天文学家在其他星系中看到了无法解释的现象,但无法获得光学波长以外的信息,所以研究人员无法进一步研究它们,只能称它们为‘奇异的超新星爆炸’。研究团队结合了多个天文台,以收集对这些神秘爆炸的更多洞察。2016年,卡特琳娜实时瞬变探测和全天自动超新星探测(ASAS-SN)的研究人员,独立发现了具有光学波长的CSS161010。然后,ASAS-SN的一个团队找到了本研究的研究团队,利用他们在X射线和无线电波方面的专业知识进行仔细研究。

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    因为西北大学可以远程访问凯克天文台,那里有美国最大的光学和红外望远镜,所以能够直接观察到这一现象。光学波长可以告诉我们粒子在爆炸中的移动速度比较缓慢,但‘缓慢移动’仍然达到每秒1万公里。如果想看到更快的粒子,那么必须使用X射线和无线电波,然后可以把它们放在一起,看到更完整的画面虽然天体物理学家得出结论:CSS161010绝对是一个蓝色光学瞬变,但可能永远不会知道它真实、潜在的本质。

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    它只是简单地燃烧起来,然后很快就消失了,尽管如此,天文学家还是有一个猜测。研究认为这是一种非常罕见的恒星爆炸,虽然可能性较小,但CSS161010可能是一颗被中等大小黑洞吞噬的恒星。AT2018COW和CSS161010在能够加速这些物质外流的速度上有很大不同,但它们确实有一个共同点:内部存在黑洞或中子星,这就是关键因素。

    发现奇异瞬变体,以超过光速55%的速度,喷射出10%的太阳质量

    博科园|研究/来自:西北大学

    研究发表期刊《天体物理学》

    研究论文DOI: 10.3847/2041-8213/ab8cc7

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