首次捕捉到了黑洞或中子星的誕生

Credit: Raffaella Margutti/Northwestern University

2018年6月17日，在夏威夷ATLAS研究所的雙子望遠鏡在北半球的星空中發現了一個距離地球約200萬光年遠的一個極其明亮的光點，將其命名為AT2018cow，或者「The cow」。這個光點在極短時間內瞬間變亮，而後又以非常快的速度黯淡下去。在經過了數種不同類型的觀測分析，包括X射線和微波輻射，研究小組現在得出推測認為這是一個恆星發生了大規模的質量塌縮並形成了一個質密物體————一個黑洞或中子星。大量的星際塵埃圍繞在物體的事件視界之外，並形成了非常明亮的光。

這一非常罕見的天文事件能夠幫助天文學家們更好的理解在黑洞或中子星形成的第一時間內所發生的物理變化。該次觀測研究的領導者，西北大學的Raffaella Margutti教授認為這是一個正在形成中的黑洞或中子星。在此之前，我們已經通過理論推測知道了在恆星死亡後會形成黑洞或中子星，但是從未觀測到一個黑洞或中子星的誕生全過程。

黑洞——「母牛」

在這個星體突然變亮的第一時間，母牛就吸引了全世界天文愛好者的關注，並讓許多天文學家抓耳撓腮。一開始科學家們認為這是一次超新星爆發，但是隨後所觀測到的情況對恆信死亡的理論構成了挑戰。首先來說，這次「超新星爆發」的亮度是一般普通超新星爆發亮度的10-100倍。而且這次的爆發和消逝的速度也遠遠快於普通的超新星爆發，其高能粒子激波的傳播速度甚至高達3萬公里每秒的速度(十分之一光速)。僅僅過了16天時間，這個星體就已經發射完了其大部分的能量，在宇宙的天文事件動則持續百萬年億萬年來說，兩禮拜的事件比眨個眼還要快。

Margutti教授通過使用智利的SoAR望遠鏡分析母牛的化學組成成分，並明確的發現了氫元素和氦元素的存在證據，排除了兩個大質量天體合併的可能性(白矮星/中子星雙星系統合併)，這種可能性也會造成很強烈的引力波擾動。

一般來講，天文學家主要通過可見光波段來研究恆星死亡之類的情況。而Margutti教授的團隊不僅使用可見光波段，還通過X射線/硬X射線(能級比X射線強10倍)、無線電波和伽馬射線波段來觀測。這可以使得他們的團隊在可見光波段的光短時間內黯淡之後繼續觀測這一突發天文事件所遺留的後續變化。儘管有大量的恆星可以塌縮成黑洞，但是由於新生黑洞周圍一般會伴隨有大量噴射出的物質，往往會阻礙天文學家觀測中心形成的新天體。幸運的是母牛周圍圍繞的物質大約只有普通黑洞周圍的十分之一左右，這使得天文學家們能夠清晰的看到「中央引擎」，同時這也可以揭露這個新天體到底是個黑洞還是中子星。

銀河系的鄰居

相對於天文尺度來講，此次事件差不多就發生在我們身邊。The cow發生的位置就在名為CGCG 137-068的矮星系旁，差不多就在銀河系外的一個轉角里。2億光年距離外的這次觀測機會給了許多天文愛好者和天文學家們不一樣的人生體驗。

本文譯自 phys，由譯者 利維坦 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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