撰文：布兰登.斯派克特          2022年10月19日

一束粒子以接近光速从黑洞中喷出。刚刚从一对碰撞的中子星中探测到类似的喷流，似乎违反了物理学定律。（图片：NASA Goddard）

天文学家已经探测到来自太空的巨大能量爆炸，这似乎是在做不可能的事情：比光速快七倍。

当然，这是一种光学错觉——一种罕见的令人难以置信的现象，称为超光速运动，当粒子接近光速运动时就会发生这种现象。10月12日发表在《自然》杂志上的一项研究显示，在这种情况下，科学家们探测到一股能量喷流以惊人的99.97%的光速，从恒星碰撞地点喷出，约6.7亿英里/小时（10.7亿公里/小时）。

这束喷流是2017年首次在科学界掀起波澜的宇宙大灾难的结果。那年，科学家们探测到了两颗中子星之间的剧烈碰撞，这两颗中子星位于距离地球约1.4亿光年的地方，它们是超高密度、坍塌的恒星核心，将相当于太阳质量的物质，浓缩成一个不比城市宽的球体。碰撞是如此强大，以至于在时-空结构中产生涟漪；这种扰动被称为引力波。

阿尔伯特·爱因斯坦在1916年预测了这些时-空涟漪的存在，在2016年探测到两个黑洞之间的碰撞之后，科学家们花了100年的时间才找到证据来证明这一点。2017年，碰撞的中子星释放的引力波——一个名为GW17081的信号——是首次从黑洞以外的来源探测到的，证明了不止一种类型的宇宙灾难能够制造这些引力波。

引力波是肉眼看不见的，但可以用诸如加利福尼亚州帕萨迪纳的大型干涉仪引力波天文台（LIGO）等仪器探测到。因此，在LIGO于2017年探测到来自碰撞恒星的第一股波后，世界各地的天文学家就合并问题训练了他们的望远镜，以尽可能了解它。不久，天文学家就看到了粒子高速喷射的可见证据，从碰撞地点喷出，并点亮了恒星喷出的物质球。

在他们的新论文中，天文学家用NASA的哈勃太空望远镜、欧洲航天局的盖亚太空天文台和地球上的其他几台射电望远镜分析了这一喷射。通过这些观察，研究小组计算出了喷射的实际速度和感知到的物理挑战速度。

超光速错觉产生于喷射中的粒子与它们喷射的光粒子（或光子）之间的速度差异。因为喷射的粒子运动速度几乎与它们发出的光一样快，所以看起来，喷射早期的粒子与喷射后期的光子几乎同时到达地球，这使得喷射流的运动速度实际上快于光速。

天文学家之前曾在其他几个宇宙天体中观察到这种错觉，包括在室女座的梅西耶87星系中爆发出的近光速喷流。到目前为止，所有超光速运动的例子都可以用数学来解释，而不会破坏已知的物理学定律。