一个黑洞撕裂了一颗超新星

一个黑洞撕裂了一颗超新星

哈佛和史密森天体物理中心(CfA)领导的一项研究捕捉到了黑洞和附近大质量恒星(蓝色)之间的爆炸性相互作用,如这位艺术家的概念图所示。随着恒星和黑洞之间的距离减小,黑洞的强烈引力将恒星上的气体和尘埃拉成圆盘。在恒星能够吞噬黑洞之前,黑洞的引力应力引发了恒星的爆炸。恒星爆炸与位于星盘上方和下方的早期相互作用产生的物质壳之间的碰撞,引发了一场戏剧性的再增亮事件。这位艺术家的图形显示了超新星爆炸前的大质量恒星和黑洞,当时恒星的形状被黑洞的引力拉伸。图片来源:Melissa Weiss/CfA

(蜘蛛网eeook.com)据《大众科学》(安德鲁·保罗):天文学家仔细观察宇宙对决,发现了一个距离地球7.3亿光年的罕见、令人费解的事件。在回顾了一次巨大的恒星爆炸后,研究人员认为他们发现了一种前所未有的超新星,它涉及附近的黑洞。根据他们8月13日发表在《天体物理学杂志》上的研究,这可能是许多其他类似发现中的第一个。

超新星是宇宙中最剧烈的时刻之一。虽然还有一些争论的余地,但这些事件通常分为两种主要类型。当一颗比太阳小至少8倍的低质量白矮星从伴星吸收物质直到爆炸时,就会发生热核超新星。与此同时,在一颗质量超过太阳10倍的恒星最终耗尽所有燃料并随后坍缩成中子星或黑洞后,就会发生铁芯坍缩超新星。然而,2023年检测到的事件并不完全符合这些类别。

这场传奇始于两年前,地点在加利福尼亚州圣地亚哥县帕洛玛天文台的加州理工学院兹威基瞬态设施。在那里,哈佛大学、史密森尼天体物理中心和麻省理工学院的天文学家委托了一种新设计的机器学习算法,实时扫描夜空中的奇怪爆炸。运营商希望,通过这种方式快速标记可能的目标,可以为世界各地的地面和太空望远镜阵列观测提供重要的额外时间。 

2023年7月,人工智能系统发现了一个这样的事件,天文学家将其归类为SN 2023zkd。虽然2023zkd乍一看像是一颗相对标准的超新星,但它很快就超出了观察者的预期。在可预见的变暗数月后,恒星爆炸莫名其妙地再次变亮。研究人员回顾了之前关于恒星系统的数据,并了解到在成为新星之前,2023zkd已经缓慢变亮了四年。虽然四年在宇宙尺度上并不长,但这比大多数恒星走向灭亡的时间要长得多。

进一步的检查表明,当时恒星释放的碎片最终塑造了超新星的光发射。第一次增亮事件发生在超新星的爆炸波遇到大量低密度气体时,而第二次照射来自与盘状较厚气体云的延迟、较慢的相互作用。综上所述,很明显,在恒星爆炸之前,附近的一个物体对恒星产生了强烈的引力。

天文学家V.Ashley Villar在一份声明中说:“2023zkd显示了我们在爆炸前几年看到的大质量恒星与伴星相互作用的一些最明显的迹象。”。

在已知的宇宙中,只有一种宇宙物体能够产生如此巨大的引力影响。

“我们的分析表明,爆炸是由与黑洞伴星的灾难性遭遇引发的,这是迄今为止最有力的证据,表明这种密切的相互作用实际上可以引爆恒星,”该研究的主要作者Alexander Gagliano补充道。

然而,还有另一种可能的情况,在这种情况下,这颗恒星甚至从未活得足够长,无法自行达到超新星状态。该研究的作者表示,也有可能黑洞在有机会自行爆炸之前,只是将2023zkd撕裂了。相反,黑洞开始吞噬这颗恒星,最终在其碎片与周围气体碰撞后引发了一颗超新星。

Gagliano说:“我们现在正在进入一个时代,在这个时代,我们可以在这些罕见事件发生时自动捕捉到它们,而不仅仅是事后。”。“这意味着我们终于可以开始将恒星的生存方式和死亡方式联系起来,这非常令人兴奋。”

无论实际的爆发点是什么,这场宇宙之战都有一个明显的赢家:现在剩下的是一个更重的黑洞。

维拉尔说:“我们认为这可能是一系列隐藏爆炸的一部分。”




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