被稱為“母牛”的神秘恆星爆發事件圖片來源：The ATLAS team

與典型超新星緩慢上升相反，“母牛”在一夜之間變得異常明亮，這讓天文學家感到困惑。

“它不知道是從哪兒冒出來的。”英國貝爾法斯特女王大學天文學家Stephen Smartt說。Smartt首先發現此次爆發，並根據字母協定將其命名為“母牛”。

美國伊利諾伊州埃文斯頓西北大學天體物理學家Raffaella Margutti補充說，這是恆星爆發研究者的“夢想”。Margutti是最近發表的兩篇相關論文的研究團隊的負責人之一。

核心“發動機”

通過獨立觀測，最新論文背後的兩個研究團隊現在得出了相同的結論：一個“核心發動機”連續數月一直在從內部推動恆星爆發，其能量一定來自處於物質吸積過程中新形成的黑洞，或是瘋狂旋轉的中子星。

當大質量恆星到達生命盡頭時，就會誕生黑洞和中子星。帕薩迪納加州理工學院天文學家Mansi Kasliwal說，類似“母牛”這樣的爆發（術語為2018母牛事件）或能提供這種誕生方式的一些最直接證據。“這可以告訴我們如何理解大質量恆星爆發最極端的類型。”

加州大學聖塔芭芭拉分校天體物理學家Iair Arcavi對最新研究成果及這一事件的奇異性印象深刻。“其噴射的幾乎所有事物都是我們從未見過的。”他說。

“母牛”的發現始於6月16日，當時一位同事把某個位點的一顆明亮恆星指給Smartt看，而在幾天前，那裡什麼都沒有。

恆星異常

起初，Smartt認為這是銀河系中一個不起眼的恆星耀斑。但後來，他意識到其可能距離地球很遠，位於一個被稱為CGCG 137-068的星系中，距離地球約有60百萬秒（兩億光年）。

“那是一個星期天的晚上，大約11點，我想著’最好把這件事告訴大家。’”他通過天文學家電報（報告和評論瞬時天文觀測的一項服務）發出了警報。

緊接著的後續報導證實了這是一顆遙遠的天體，所以它一定非常明亮。（儘管距離很遠，但它的光芒依然非常明亮，一些業餘天文學家也能觀測到它）

這並不是一顆普通的超新星，它的亮度在幾天內就達到峰值，而不是幾週。英國利物浦約翰摩爾斯大學天體物理學家Daniel Perley說：“所有人都放下手頭的工作，開始跟踪’母牛’。”

Perley與合作者在西班牙加那利群島拉帕爾馬島上指揮一個程控望遠鏡，在一個半月的時間裡，他們幾乎每天晚上都要觀測“母牛”。他們還使用全球各地的一些其他望遠鏡，這些望遠鏡屬於Kasliwal為後續研究設計的一個網絡。

研究小組收集到的證據（大部分在光譜中）似乎指向將一顆恆星撕裂開來的現有黑洞，他們8月3日在網上公佈了這一觀察結果。為了一窺這些高能量天文事件的全貌，研究人員需要查看從無線電波到γ射線的更廣泛電磁頻譜能量。

距Smartt的發現數日之後，加州理工學院另一位天文學家Anna Ho迅速行動，利用無線電頻譜觀測“母牛”。在恆星爆發中，帶電粒子在強磁場中旋轉時會發射出無線電波，當物質擴散時，它們的波長就會伸長。

Ho意識到，她可能有一個難得的機會觀察短波長（只有1毫米或更短）。由於物質會迅速擴散，天文學家不太可能捕捉到足夠早的事件來觀測短波長的輻射。

她的團隊和其他科學家在6月的早期觀察中確實發現了亞毫米波範圍內的輻射，因此她向智利安第斯山脈的阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列（ALMA）提出了緊急建議，因為那裡觀測時間的競爭非常激烈。

更加好奇

在接下來的幾週，Ho和合作者觀察了這一事件演變過程中產生的毫米級輻射量。他們的觀測表明，物質向外膨脹的速度只有光速的1/10。

但與普通超新星不同，這種短波長的輻射持續了數週，揭示了“核心發動機”的存在，即黑洞或旋轉的中子星。“我們能夠證明它與任何常規機制都不一致。”Ho說。

與此同時，Margutti和同事則利用一項預先批准的提議。Margutti曾提出用美國航天局的NuSTAR X射線望遠鏡觀察“瞬時”事件，以便快速觀察“母牛”。

通過NuSTAR和其他望遠鏡的觀測，研究小組得出結論：這一事件極不尋常。特別是X射線光譜顯示，它是從內部再加熱的。這也表明有黑洞或中子星在為這一事件提供動力，儘管目前下結論為時尚早。“我們已經看到一個緻密天體的實時形成。”她說。

天體物理學家通常看不到這一點，Margutti補充說，因為再加熱被早期爆發噴射出的物質掩蓋。“’母牛’的優勢在於，它的’核心發動機’對我們幾乎是無隱藏的。”

Margutti希望天文學家能觀察到更多此類事件，從而確定導致一個結果而非另一個結果的條件。“遊戲現在開始了。”