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天文学家发现奇怪的新型宇宙爆炸

时间:2022-04-18 13:25:04 来源:

艺术家的构想说明了“普通”核心坍缩超新星爆炸,爆炸产生伽马射线爆发和爆炸产生快速蓝光瞬态所造成的现象差异。文本中的详细信息。

天文学家发现了两个物体,这些物体被添加到2018年发现的一个奇怪物体中,构成了一类新的宇宙爆炸。新型爆炸与大质量恒星的超新星爆炸以及产生伽马射线爆发(GRB)的爆炸具有某些特征,但每种爆炸仍具有明显的区别。

传奇始于2018年6月,当时天文学家看到了具有令人惊讶的特征和行为的宇宙爆炸。该物体被称为AT2018cow(“奶牛”),引起了科学家的全球关注,并得到了广泛的研究。尽管它具有超新星爆炸的某些特征,但在重要方面有所不同,特别是其异常的初始亮度以及它在短短几天内增亮和褪色的速度。

艺术家的构想说明了构成新型宇宙爆炸的现象,即所谓的“快速蓝色光学瞬变”。

同时,另外两起爆炸(一起于2016年,一起于2018年)也显示出不同寻常的特征,并正在观察和分析。两次新的爆炸分别称为距离地球约5亿光年的星系CSS161010(CRTS CSS161010 J045834-081803的缩写)和距离约34亿光年的星系中的ZTF18abvkwla(“树袋熊”)。两者都是通过自动天空调查(卡塔利娜实时瞬变调查,超新星全天候自动调查和Zwicky瞬变设施)发现的,它们使用可见光望远镜每晚扫描大范围的天空。

两个小组的天文学家通过美国国家科学基金会的卡尔·J·詹斯基超大型阵列(VLA)观察了这些物体,对这些发现进行了跟踪。两支团队还使用了印度的巨型波涛无线电望远镜,研究CSS161010的团队使用了NASA的钱德拉X射线天文台。这两个物体都给观察者带来了惊喜。

研究ZTF18abvkwla的主要作者,加州理工学院的Anna Ho立即注意到,该物体的无线电发射与伽马射线爆发的无线电发射一样明亮。她说:“当我减少数据时,我以为我做错了。”

西北大学的Deanne Coppejans领导了CSS161010的研究,该研究发现,该物体以超过光速一半的速度向星际空间发射了“意外”数量的物质。她在西北地区的合著者拉斐拉·马古蒂(Raffaella Margutti)说:“花了将近两年的时间,才发现我们正在看的东西,只是因为它太不寻常了。”

在这两种情况下,后续观察都表明这些对象与AT2018cow具有相同的功能。科学家得出的结论是,这些事件称为快速蓝光瞬态(FBOT),与AT2018cow一起代表了一种与其他星体明显不同的恒星爆炸。科学家在《天体物理学杂志》和《天体物理学杂志快报》上的论文中报告了他们的发现。

天文学家说,FBOT可能以某些超新星和伽马射线爆发的方式开始-当一颗比太阳重得多的恒星在其“正常”原子聚变动力生命的尽头爆炸时。差异在最初爆炸的后果中显现出来。

在这种类型的“普通”超新星(称为核塌缩超新星)中,爆炸将球形的爆炸波发送到星际空间。除此之外,如果在爆炸后留下的中子星或黑洞周围短暂形成一个旋转的材料圆盘,并以接近光速的相反方向推动窄的材料射流,则这些射流会产生窄的伽马射线束。射线,导致伽玛射线暴。

天文学家将旋转的圆盘(称为吸积盘)及其产生的射流称为“引擎”。

天文学家总结说,FBOT也有这样的引擎。在这种情况下,与伽马射线暴不同,它被厚实的材料包裹着。该物质可能是在恒星爆炸之前就被恒星脱落的,并且可能是由双星伴侣从恒星上拉下来的。

当爆炸波撞击恒星附近的厚物质时,它会在爆炸后不久引起明亮的可见光爆发,这最初使这些物体显得如此异常。那明亮的爆发也是为什么天文学家称这些爆炸为“快速的蓝色光学瞬变”。这是区别于普通超新星的特征之一。

当来自爆炸的爆炸波与恒星向外传播时,与恒星周围的物质发生碰撞时,它将产生无线电发射。这种非常明亮的发射是证明爆炸是由发动机提供动力的重要线索。

何说,密密麻麻的物质覆盖物“意味着祖先的恒星与导致伽马射线爆发的恒星不同”。天文学家说,在母牛和CSS161010中,致密物质包括氢,这是伽马射线暴中从未见过的。

使用W.M.天文学家凯克天文台发现CSS 161010和ZTF18abvkwla像母牛一样,都位于矮小的星系中。科佩詹斯说,矮星系的性质“可能允许某些非常罕见的恒星演化路径”,从而导致这些独特的爆炸。

尽管FBOT的共同点是三者均具有“中央引擎”,但天文学家警告说,该引擎也可能是恒星被黑洞切碎的结果,尽管他们认为超新星型爆炸是更可能的候选者。

“对更多FBOT及其环境的观察将回答这个问题,” Margutti说。

为此,科学家们说,他们将需要使用覆盖广泛波长范围的望远镜,就像对前三个物体所做的那样。“尽管事实证明,FBOT比我们中的某些人希望的稀有和难找到,但在无线电波段,它们的发光比我们想象的要发光得多,即使在遥远的事件中,我们也能提供相当全面的数据,”利物浦约翰摩尔大学的丹尼尔·佩利说。

国家射电天文台是美国国家科学基金会的一个机构,由美国联合大学有限公司合作合作运作。CSS161010的研究得到了海辛·西蒙斯基金会,美国国家航空航天局和美国国家科学基金会的部分支持。


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