「塔斯馬尼亞惡魔」恆星屍體展現天文學家從未見過的奇異現象
Stellar corpse called ‘Tasmanian devil’ reveals phenomenon astronomers have never seen
By Ashley Strickland, CNN
5 minute read
Updated 5:25 PM EST, Thu November 16, 2023
太空充滿了極端的現象，但是「塔斯馬尼亞惡魔」可能是最奇怪和最罕見的宇宙事件之一。
在天文學家目睹了一顆遙遠恆星的爆炸後，他們發現了一些他們從未見過的事情：從距離地球約10億光年的恆星屍體中釋放出來的強大生命跡象。這些短暫而明亮的閃光與導致恆星死亡的原始事件一樣強大。
天文學家將這個天體物體稱為「塔斯馬尼亞惡魔」，並在2022年9月首次發現它後，觀察到它反覆爆炸。
但是導致恆星死亡的最初恆星爆炸並不是任何一種典型的超新星，一種越來越亮的恆星爆炸並在死亡前將大部分質量拋出。相反，它是一種稱為發光快速藍色光學瞬變體（LFBOT）的罕見爆炸類型。
LFBOT在藍光中發光，達到亮度的頂峰並在幾天內衰減，而超新星可能需要幾週或幾個月才會變暗。2018年發現了第一個LFBOT，自那以後，天文學家一直在嘗試確定這種罕見的災難性事件的原因。
但是塔斯馬尼亞惡魔的行為卻出乎意料，讓天文學家對反覆爆炸的過程產生了更多的疑問。
「令人驚訝的是，這個源並沒有像人們預期的那樣穩定地衰減，而是再次變亮了——一次又一次，」這項研究的主要作者、康乃爾大學文理學院的天文學助理教授何安娜（Anna Y.Q. Ho）在一份聲明中說。「LFBOT本身就是一種奇怪而異常的事件，所以這更加奇怪了。」
關於最新的塔斯馬尼亞惡魔LFBOT發現的詳細資料，正式標記為AT2022tsd，並使用全球15個望遠鏡觀測，於週三發表在《自然》期刊上。
「（LFBOTs）發出的能量比一個由數千億顆像太陽一樣的恆星組成的整個星系還要多。這種大量能量的機制目前還不清楚，」這項研究的合著者、澳洲斯威本科技大學和重力波發現卓越研究中心的教授傑夫·庫克（Jeff Cooke）在一份聲明中說。「但在這種情況下，經過最初的爆發和衰減後，極端的爆炸一直在發生，發生得非常快——幾分鐘內，而不是幾週或幾個月，這是超新星的情況。」
何安娜編寫的軟體最初標記了這個事件。這個軟體從加州茲威基瞬變體設施每天檢測到的50萬個瞬變體中篩選出來，該設施對夜空進行掃描。何安娜和她在不同機構的合作者繼續監測爆炸的衰減，並在幾個月後回顧了觀測結果。圖像顯示了強烈的亮光尖峰，但很快就消失了。
「沒有人真的知道該怎麼說，」何安娜說。「我們從未見過這樣的事情——如此快速，而且亮度與幾個月後的原始爆炸一樣強——在任何超新星或FBOT（快速藍色光學瞬變體）中。
我們從未在天文學中見過這樣的事情。」
為了更好地理解塔斯馬尼亞惡魔中發生的快速亮度變化，何安娜和她的同事聯繫了其他研究人員，以比較多個望遠鏡的觀測結果。
總共15個觀測站，包括安裝在2.4米泰國國家望遠鏡上的高速攝影機ULTRASPEC，在120天內追蹤了14個不規則的光脈衝，這可能只是LFBOT釋放的閃光總數的一小部分，何安娜說。
有些閃光只持續了幾十秒，這對天文學家來說，意味著潛在的原因是由最初的爆炸形成的恆星殘骸——要麼是一個密集的中子星，要麼是一個黑洞。
「這解決了多年來關於這種爆炸的動力是什麼的爭論，並揭示了一種非常直接的方法來研究恆星屍體的活動，」何安娜說。
這兩種物體都可能吸收大量的物質，這為後續的爆發提供了動力。
韋伯望遠鏡發現了最遙遠的類似銀河系的星系
「它挑戰了物理學的極限，因為它的極端能量產生，但也因為它的短暫持續時間，」庫克說。「光以有限的速度傳播。因此，一個源能夠多快地爆發和衰減，限制了一個源的大小，這意味著所有這些能量都是從一個相對小的源產生的。」
如果它是一個黑洞，這個天體可能會將物質噴射出來，並以接近光速的速度在太空中發射。
另一種可能性是，最初的爆炸是由一種非傳統的事件引發的，例如一顆恆星與一個黑洞合併，這可能呈現出「一種完全不同的宇宙災難途徑，」何安娜說。
研究LFBOTs可以揭示更多關於恆星的來生，而不僅僅是它的生命週期，以爆炸和殘骸結束。
「因為屍體不僅僅是靜止在那裡，它是活躍的，並且做了一些我們可以檢測到的事情，」何安娜說。「我們認為這些閃光可能來自這些新形成的屍體之一，這給了我們一種方法來研究它們剛剛形成時的性質。」
天文學家將繼續掃描天空，尋找LFBOTs，看看它們有多常見，並揭開它們更多的秘密。
「這項發現讓我們更多地了解恆星結束生命的各種方式，以及存在於我們宇宙中的奇異物，」這項研究的合著者、英國謝菲爾德大學物理和天文學系的教授維克·迪倫（Vik Dhillon）在一份聲明中說。