发现了新的一类宇宙爆炸:快蓝光瞬变

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快蓝光瞬变(FBOT)与大质量恒星的超新星爆炸以及产生伽马射线爆发(GRB)的爆炸具有某些共同特征,但彼此之间仍然存在显着差异。当前已知三种FBOT:AT2018cow(“ The Cow”或SN 2018cow),CSS161010和ZTF18abvkwla(“ The Koala”)。

快蓝光瞬变(FBOT)与大质量恒星的超新星爆炸以及产生伽马射线爆发(GRB)的爆炸具有某些共同特征,但彼此之间仍然存在显着差异。当前已知三种FBOT:AT2018cow(“ The Cow”或SN 2018cow),CSS161010和ZTF18abvkwla(“ The Koala”)。

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艺术家的概念阐释了构成新型宇宙爆炸的现象,即所谓的快速蓝色光学瞬变。图片来源:Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF。

最著名的FBOT是2018年6月在大力神星群2亿光年之外的星系中发现的一个非常强大的天文爆炸。2016年,在距离地球约5亿光年的星系中发现了CSS161010爆炸,2018年,在距离地球约34亿光年的星系中发现了ZTF18abvkwla爆炸,这两起爆炸也显示出不同寻常的特征,并正在被观察和分析。

两组天文学家使用卡尔·扬斯基甚大阵、巨型米波射电望远镜和美国宇航局的钱德拉x射线天文台观察了这两个事件。由加州理工学院天文学家何安娜(Anna Ho)领导的第一个团队立即注意到,来自ZTF18abvkwla的无线电辐射与来自GRB的一样明亮。

第二个团队由西北大学天文学家Deanne Coppejans领导,他们发现CSS161010以超过光速一半的速度向星际空间发射了意想不到的数量的物质。西北大学天文学家Raffaella Margutti是CSS161010团队的成员,他说:“我们花了几乎两年的时间才弄清楚我们在观测什么,因为它太不寻常了。”在这两种情况下,后续观察表明,这些物体与AT2018cow有共同的特征。

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一个艺术家的概念阐明了由普通的核心坍塌的超新星爆炸、产生伽马射线爆炸的爆炸和产生快速的蓝色瞬态光产生的现象的不同。图片来源:Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF。

科学家们得出的结论是,这些事件与2018年的“奶牛”事件一样,代表了一种明显不同于其他事件的恒星爆炸,当一颗比太阳大得多的恒星在它正常的原子聚变能量生命末期爆炸时,FBOTs可能会以某些超新星和伽马射线爆发的方式开始,差异在最初爆炸的后果中显现出来,”他们解释道。

“在这种类型的普通超新星中,被称为核坍缩超新星,爆炸会向星际空间发射一种物质的球形冲击波。”

“除此之外,一个旋转磁盘材料简要周围形成中子星或黑洞后材料的爆炸和推动微小的物质接近光速的速度向外的方向相反,这些微小的物质可以产生伽马射线束窄,导致GBR。”旋转的圆盘叫做吸积盘,它所产生的喷射流,叫做引擎。

FBOTs也有这样的引擎。在他们的研究中,与伽马暴不同的是,它被厚厚的物质包裹着。这些物质可能是恒星爆炸前脱落下来的,可能是由一个双星伴星拉出来的。”

“当恒星附近的厚物质受到冲击波的撞击时,它会在爆炸后不久引起明亮的可见光爆炸,而爆炸最初使这些物体看起来非常不寻常。”这是它们区别于普通超新星的特征之一。”

“当爆炸产生的冲击波向外传播时与恒星周围的物质发生碰撞,就会产生无线电辐射,这种非常明亮的辐射是一个重要的线索,可以证明爆炸是由引擎驱动的”

利用W.M.凯克天文台,天文学家发现CSS161010和ZTF18abvkwla,像AT2018cow一样,都位于小型矮星系中。“矮星系的特性可能允许一些非常罕见的恒星演化路径,导致这些独特的爆炸,”Coppejans博士说。

研究人员警告说,这台引擎也可能是恒星被黑洞撕碎的结果,不过他们认为更有可能发生的是超新星爆炸。

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