2023 年，天文学家记录下了他们所见过的最不同寻常的太空爆炸之一。
此次爆炸发生在约 7.5 亿光年之外，于 7 月 7 日闪耀在兹威基瞬变设施的探测器中。起初，它看起来就像一次普通的超新星爆发，即恒星的爆炸式死亡，天文学家将其命名为 SN 2023zkd。
六个月后，一次对宇宙异常现象的搜索标记出此次爆炸有点奇怪。回顾自最初发现以来收集的数据显示，SN 2023zkd 发生了非常怪异的事情：它再次变亮了。
一项新分析给出了一个极其离奇的解释：这一系列奇怪事件可能是一颗巨星试图吞噬一个黑洞的结果。
“我们的分析表明，这次爆炸是由与黑洞伴星的灾难性相遇引发的，这是迄今为止此类紧密相互作用实际上可以引爆一颗恒星的最有力证据，”美国国家科学基金会人工智能与基本相互作用研究所的天文学家亚历山大·加利亚诺说。
超新星爆发可以通过多种方式发生。它们通常但并非总是涉及大质量恒星的死亡或白矮星上失控的热核爆炸。超新星爆发也相对常见，在宇宙中每年会出现几百颗可观测到的超新星。
天文学家或多或少知道超新星爆发应该如何进行：一道闪光突然出现，随后在接下来的几周和几个月里逐渐变暗，遵循一条相当可预测的曲线。
对 SN 2023zkd 的最初观测看起来相对典型，兹威基记录到的闪光表明这是超新星爆发的早期阶段。然后在 2024 年 1 月，一个旨在在档案中寻找不寻常事件的工具指出它值得再次研究。
来自世界各地不同天文台对准该位置的数据记录了典型的逐渐减弱的光变曲线。然后事情发生了，在兹威基发现该事件 240 天后，它再次变亮，几乎达到与最初超新星爆发相同的亮度水平。
这并非大多数超新星会发生的情况，因此加利亚诺和他的同事们转向对该天空区域的档案观测，看看在兹威基探测到之前的任何行为是否能提供线索，他们使用机器学习来捕捉人类可能错过的信号。
他们发现，在爆炸发生前的四年多时间里，该天体一直在稳步变亮，并伴有一些奇怪的波动。这种长期行为对于即将爆炸的恒星来说并不典型。
研究人员确定，最接近观测结果的场景涉及一颗大质量的垂死恒星和一个致密天体，如黑洞，它们处于紧密的轨道中。当它们在逐渐衰减的轨道上相互环绕时，恒星损失了大量质量，这些质量进而开始发光。
最终，研究人员认为，这两个天体靠得足够近，以至于恒星施加引力试图吞噬黑洞。然而，黑洞施加的引力给恒星带来极大压力，从而引发了超新星爆发。
第一次亮度峰值来自超新星与系统周围低密度气体的碰撞。第二次峰值来自与恒星在最后几年喷出的浓厚物质云ǚ..
这并不像听起来那么不可能。一个黑洞的引力仅与质量相当的恒星相同，如果你处于合理距离，就像对一颗恒星那样，情况是一样的。然而，黑洞非常致密，你可以靠得更近，以至于在质量相当的恒星内部，随着靠近其引力场强度会增加。
例如，太阳直径约 140 万千米（86.5 万英里）。与太阳质量相同的黑洞的事件视界直径约 6 千米。
所以，如果双星系统中的恒星质量大于黑洞，那么可以认为是恒星将黑洞拉入，然后黑洞在极近距离的强大引力导致恒星走向毁灭。另一种可能性是黑洞在恒星爆炸前将其完全吞噬，这两种情况都会与系统周围的物质发生相同的碰撞。
无论哪种方式，最终结果都是形成一个更大的黑洞。
“我们现在进入了一个时代，能够在这些罕见事件发生时自动捕捉到它们，而不仅仅是事后才发现，”加利亚诺说，“这意味着我们终于可以开始将恒星的生与死联系起来，这非常令人兴奋。”
这项研究即将发表在《天体物理学杂志》上，预印本可在 arXiv 上获取。