科学家说被黑洞撕裂恒星触发的神秘的明亮蓝色宇宙爆炸。“这肯定不只是一颗爆炸的恒星”

By Robert Lea published 6 hours ago

Black Holes

来自这些爆发释放的辐射的单一能量是如此大以至于不能用一个核坍塌恒星爆炸或任何其他类型的常规恒星爆炸给它们提供动力。

（主图）复合图像特征命名为AT 2024wpp的明亮快速蓝色光学瞬变的x射线紫外光、光学和近红外数据。瞬变是在它的宿主星系的右上边沿的明亮点，它距离地球11亿光年。、一个潮汐扰乱事件的描画（嵌图）。(Image credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA)

从来探测到的同类最明亮的宇宙天体已经能帮助天文学家解决强大的明亮蓝色宇宙爆炸的秘密。

该发现的心脏是来自一个所谓的‘发光快速蓝光光学瞬变’（LuminousFastBlueOpticalTransient， LFBOT）的信号，被指定为AT2024wpp，首次于2024年被发现。该信号向一个科学家团队揭示了发光快速蓝光光学瞬变是极端潮汐扰乱事件（TDEs）的结果，其中一个质量高达太阳100倍的黑洞在短短几天彻底将一个伴星撕碎。

迄今已发现十余个发光快速蓝光光学瞬变已经被发现，它们的成因已经困扰了天文学家近十年。 现在不挂这个此前的怀疑已经包括爆发的恒星（超新星）的奇怪类型和被黑洞吞噬的星际气体的钩。

发光快速蓝光光学瞬变被如此命名是因为它们是难以置信的明亮，达数十亿光年是可见的，照耀范围从电磁波谱光谱的蓝端一直到紫外线和X射线波长的高能光。虽然第一个发光快速蓝光光学瞬变在2014年被发现，直到四年后为止天文学家没有捕捉到一个足够详细恰当的细节来分析。

2018年的这个事件被命名为AT 2018cow，导致它的‘第几母牛（Tthe Cow ）昵称，随后的发光快速蓝光光学瞬变也得到了动物学昵称：考拉（ZTF18abvkwla）、塔斯马尼亚恶魔（AT 2022tsd）和雀鸟（AT 2023fhn）。AT 2024wpp还没有它的昵称，但黄蜂（Wasp）是一个相当好的赌注。

非普通潮汐扰乱事件

当研究人员评估AT 2024wpp时他们发现了它发射的约为普通超新星的100倍的能量似乎排除爆炸的恒星为一个潜在成因。 事实上，来产生如此多的能量一个爆炸的恒星将不得不在短短几周内经由爱因斯坦的能量/质量关系式E=mc²转化它的约10%的质量瞬间成为能量。

该团队用双子座南天文台的观测揭示了来自AT 2024wpp源的近红外光的一个过分，某些此前仅在AT 2018cow附近看到的东西，后者与普通超新星无关。

加州大学伯克利分校的团队成员娜塔莉·勒巴伦在声明中说：“来自这些爆发的辐射的单一能量是如此大以致你不能用一个核坍塌恒星爆炸或任何常规恒星爆炸给它们提供动力。来自AT 2024wpp的主要信息是我们最初出发的模型是错误的。 这肯定不只是一个爆炸的恒星” 。

潮汐扰乱事件跨宇宙是相当常见发生，当恒星投资太靠近贪婪的黑洞并被“意面条化”时发生，创造着一个像面条围着一个叉子一样的包绕着罪魁黑洞的星体面条。然而，并非所有潮汐扰乱事件都创造一个发光快速蓝光光学瞬变，因此问题是关于这些特定潮汐扰乱事件什么是如此特别的？

这张信息图描画AT2024wpp——从来见到的最亮快速蓝光光学瞬变源（FBOT），在它的极端能量输出后可能的机制。(Image credit: NOIRLab/NSF/AURA/R. Margutti/P. Marenfeld)

研究团队理论化在AT2024wpp背后的潮汐扰乱事件的案例中，黑洞长期一直寄生的从一个伴星吃食。这造成黑洞被完全的包裹在一个物质的球形壳层中。然而，该壳层距离黑洞过远不能被被黑洞吞噬。

然而，伴星最终的螺旋靠近黑洞，被它的强大的引力影响拉成细长的“意大利面条”。这造成新的恒星物质撞进黑洞一直在偷整个系统的历史的物质。 这产生了X射线、紫外线和光学蓝光，被看到为AT 2024wpp。 当来自黑洞周围的物质正被引导到它的两极时无线电波产生，在那里它被加速至光速的40%左右以喷流炸出。 研究团队估算在发射了AT 2024wpp的事件中粉碎的恒星有一个约为太阳的10倍的质量，是一颗高度演化、接近它的生命终点的叫沃尔夫-拉叶星，解释着围绕AT 2024wpp见到的微弱氢发射。 像这样的恒星被认为在活跃恒星形成星系中是相当常见，比如距离11亿光年从中AT 2024wpp爆发了的那个星系。

该团队的研究已被《天体物理学杂志通讯》（The Astrophysical Journal Letters）接受发表，目前作为预审论文可查阅 arXiv.。