BL Lacertae，一個神秘的耀星，打破了長期以來的分類標準，讓天文學家們大惑不解。 這個活躍的星係原本被誤認為是一顆變星，但它發出的高能量噴流突然打破了人們的預期。 2020-2023年的觀測發現，BL Lacertae星系並不完全符合已知的三種類型星體的任何一種，它在不同的分類之間變化無常。

耀星是一種活躍的星系，從其核心向地球發射強大的電離物質噴流。 天文學家根據這些天體產生的電磁輻射的特徵對它們進行分類。 然而，BL Lacertae 這顆位於蜥蜴座（Lacerta）的耀星並不完全符合任何現有的類別，它對這種分類系統提出了挑戰。 資料來源：NASA/JPL-Caltech

這種快速轉變，尤其是在X 射線輻射方面的轉變，引發了人們對其基本物理學原理的激烈討論。 它會是一種全新類型的耀星嗎？ 還是一種未知的機制在作用，以前所未有的速度改變著它的輻射模式？

宇宙再次為天文學家帶來了驚喜。 長期以來，人們一直根據其電磁輻射對熾星–向地球發射強大物質噴流的活躍星系–進行分類。 然而，這個曾經清晰的分類系統剛剛受到質疑。 來自克拉科夫波蘭科學院核子物理研究所（IFJ PAN）和海德堡大學（HU）的一個波蘭和德國科學家小組在《天文學與天體物理學》（Astronomy & Astrophysics）上發表了新發現，揭示了一顆不屬於任何已知類別的耀星。

BL Lacertae於1929 年在Lacerta（蜥蜴座）首次被觀測到。 當時，天文學家認為它只是銀河系中的另一個變星。 但後來的觀測發現了驚人的現象：這顆看似恆星的東西實際上位於大約9億光年之外–遠遠超出了銀河系，這證實了它是一個強大得多的東西。

在可觀測宇宙中可見的數千億個星系中，有些是活動星系。 這些星系的星系核會發出大量電磁輻射，這可能是物質落入中央超大質量黑洞時發生的複雜過程的結果。 在一些星系中，從黑洞兩極附近噴射出的狹長的電離物質噴流距離很遠，極端情況下甚至超過一百萬光年，這是星系活動的一個壯觀標誌。 如果噴射流向地球，天文學家就會把產生這種噴射流的星系稱為”耀星”。 BL Lacertae 就是這樣一個天體。

“耀星之所以引人入勝，原因有很多，其中最重要的原因是其噴流的方向和接近光速的巨大粒子速度會產生相對論所描述的各種效應。” Alicja Wierzcholska 博士（IFJ PAN）解釋說：”從各種電磁波段都能觀測到類星體的發射，從無線電到高能伽馬的射線類，我們的重點是基於這個物理的磁體。天體呢？

所報告的觀測發生在2020-2023 年。 這些觀測是利用美國Neil Gehrels Swift Observatory衛星上的儀器在環繞地球的軌道上進行的；只有在硬X 射線範圍內才有NuSTAR 太空望遠鏡的數據作為補充。 除了波蘭-德國研究人員最感興趣的X 射線範圍外，還記錄了光譜中的光學和紫外線區域。 這是因為藍星產生的電磁輻射從電波範圍一直延伸到光學、紫外線和X射線區域，直到最高能量的伽馬射線。

類星體又可細分為平光譜電波類星體和BL Lacertae天體（BL Lacs），後者的特徵是發射線較弱，其名稱正是來自BL Lacertae類星體。 在BL Lacs 中，還可以再劃分。 事實上，顯示閃爍星整個能譜的圖表就像火山錐：它們有兩個峰值，中間被一個弧形凹陷隔開。 如果光譜”火山”向高能量一側偏移，BL Lacertae天體就被歸類為HBL（高頻峰BL Lac），如果向低能量一側偏移，則被歸類為LBL（低頻峰BL Lac），而中間偏移的天體則稱為IBL（中間BL Lac）。

“BL Lacertae天體可以非常明確地被歸入一個特定的類型。迄今為止，BL Lacertae 光星一直被認為是中間型，即IBL的代表。 因此，我們不無驚訝地註意到，在X 射線範圍內，它在觀測期間的某些階段看起來像一個HBL 天體，在其他階段看起來像一個LBL 天體，而在其他人身上的某些人則不夠快」不尋常的行為，我們還無法解釋其物理基礎，」維爾佐爾斯卡博士說，並強調還有更多的驚喜：這顆耀星的X 射線活動記錄竟然是其整個觀測史上的記錄。

目前的假設是，噴流中涉及不同粒子群的獨立物理現像是造成藍星光譜中存在兩個峰值的原因。 許多天文物理學家同意這樣的假設，即低能量峰與電子及其發出的同步輻射有關。 至於第二個峰值，目前還沒有共識。 也許這也是電子行為的結果，例如，電子與低能量光子碰撞，會導致光子能量增加（這稱為逆康普頓散射）。 不過，也有人提出了其他假說，例如涉及強子（即質子或中子等夸克團）的假說。 但是，為了解釋BL Lacertae 耀星的行為，有必要指出更多的東西：不僅是負責形成兩個峰值的物理過程，最重要的是負責它們快速切換的機制。 可以大膽地說，在這之前，許多天文物理理論家將度過許多不眠之夜。

編譯自/ ScitechDaily