除了移动,AT2018COW。宇宙中出现了一种新的天文瞬变现象,在射电波长上,它比它神秘的前身更快、更重、更亮。
2016年,天文学家在距离地球5亿光年远的一个小星系中观测到一次明亮的爆发,西北大学领导的一个研究小组确定,这是无线电和x射线波长捕捉到的第三次快速蓝光瞬变(FBOT)。
FBOTs是一个非常明亮的宇宙爆炸家族,它以其快速、高能、强大的能量爆发让天文学家们惊讶不已。正如它们的名字所暗示的那样,瞬变现象的消失几乎和它们的出现一样快。也许最著名的FBOT是AT2018COW(“牛”)——一种罕见的事件,似乎是一个黑洞或中子星的诞生。但新发现的FBOT名为CRTS-CSS161010 J045834-081803或简称为CSS161010,其速度和物质流出的重量大大盖过了奶牛的风头。
事实上,CSS161010是自然界中喷出速度最快的,杏耀下载以超过光速55%的速度喷出气体和粒子。它的资金外流速度之快令人难以置信,也是同类基金中有记录以来规模最大的。
“这是出乎意料的,”西北大学的Deanne Coppejans说,她是这项研究的第一作者。“我们知道高能爆炸可以以几乎光速喷出物质,特别是伽马射线爆发,但它们只发射出少量质量——大约是太阳质量的100万分之一。CSS161010以超过光速一半的速度发射了1 - 10%太阳质量的物体,这证明了这是一种新的瞬变现象。”
“我们以为,我们知道自然界中什么东西外流得最快,”西北大学的拉菲拉·玛古蒂(Raffaella Margutti)说,她是这项研究的资深作者。“我们认为只有两种方式产生它们——通过伽马射线爆发使大质量恒星坍缩或两颗中子星合并。我们以为就这样了。通过这项研究,我们引入了第三种方式来启动这些资金流出。这是一种新的生物,它能够产生同样的能量现象。”
这项研究将发表在5月26日的《天体物理学杂志》上。
Margutti是西北大学温伯格文理学院物理学和天文学的助理教授,也是CIERA(天体物理学跨学科探索和研究中心)的成员。Coppejans是CIERA的一名博士后,也是Margutti的瞬态研究小组的成员。
什么是FBOT ?
FBOTs(念作F-bot)是一种最初用光学波长探测到的宇宙爆炸。热到发出蓝色的光,FBOTs在几天内达到最高亮度,然后迅速衰减——比标准超新星的上升和衰减快得多。尽管天文学家在2014年就承认了FBOTs,但他们认为这些奇怪的异常现象在我们的夜空中出现的时间要长得多。
Margutti说:“这些可能在我们的档案里已经有很长时间了,但是我们没有发现它们有什么不同。”“我们在其他星系看到了无法解释的故障。但我们无法获得光学波长以外的信息,所以我们无法进一步研究它们。我们就叫它们‘奇怪的超新星’吧。”
Margutti的团队联合了多个天文台来收集更多关于这些神秘爆炸的信息。2016年,卡特林娜实时瞬态测量和全天空自动超新星测量(ASAS-SN)的研究人员分别用光学波长发现了CSS161010。随后,一个ASAS-SN团队找到了Margutti和Coppejans,利用他们在x射线和无线电波方面的专业知识进行了更深入的研究。
因为西北大学可以远程访问拥有美国最大光学和红外望远镜的凯克天文台,他们能够直接观察到这一现象。(西北大学是美国仅有的四所拥有这种权限的大学之一。)
“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。”Margutti说。“如果你想看到更快的粒子,那么你必须使用x射线和无线电波。然后你可以把它们放在一起看一个更完整的画面。”
虽然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真正的、潜在的性质。它只是突然爆发,然后迅速消退。不过,他们还是有个猜测。
“我们认为这是一种非常罕见的恒星爆炸,”科佩扬斯说。“尽管可能性不大,但CSS161010可能是一颗恒星被中型黑洞吞噬。”
Margutti说:“奶牛和CSS161010在加速流出的速度上非常不同。”“但它们有一个共同点——内部存在黑洞或中子星。这是关键因素。”
在天文学家发现CSS161010之前,他们没有注意到它所在的小星系。这个异常明亮的FBOT让人们注意到了波江星座附近的一个矮星系,它的形状像南天球的一条河。主星系包含大约1000万颗恒星,
杏耀平台总代的感触 ,而银河系包含数十亿颗。借助夏威夷的凯克望远镜,西北大学的研究人员能够看到这个小小的星系,杏耀软件它看起来不过是一个小小的污点。
到目前为止,天文学家只在这些小星系中发现了像CSS161010和Cow这样明亮的fbot,这为了解它们的性质提供了线索。虽然Margutti和Coppejans还没有完全探索这些线索,但他们推测,较小的星系可能更有可能容纳瞬变物,因为这些星系含有如此低水平的金属。(天文学家使用“金属”一词来指代除氢和氦以外的所有物质。)
金属的数量会影响恒星在其生命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,在其生命结束时产生更大的爆炸。
CIERA的博士后Giacomo Terreran把Keck的观测结果用于研究银河系,帮助了解其中的FBOT。
Terreran说:“每当一颗恒星死亡或中子星合并时,它们都会将金属释放回环境中。”“小星系含有少量的金属,因为没有多少恒星死在那里。这对其他恒星的生活方式产生了影响。我们相信,我们只是在这些小星系中发现这些非常罕见的瞬变现象,这并不是偶然的。”
为了完成这项工作,一个由天体物理学家组成的国际团队使用了凯克天文台的低分辨率成像光谱仪、深成像和多目标摄谱仪、多镜望远镜、钱德拉x射线天文台、卡尔J.扬斯基甚大阵列和巨大的米波射电望远镜。