天文學(xué)家剛剛發(fā)現(xiàn)了自宇宙大爆炸以來最大的爆炸

前所未有的巨大太空爆炸——自Big Bang– 被蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡意外捕捉到。

從遙遠(yuǎn)星系的中心，測(cè)繪望遠(yuǎn)鏡記錄了亮度的突然、極端增加——巨大的光耀斑比以前已知的任何此類耀斑都要長(zhǎng)得多。

據(jù)計(jì)算，這些爆炸釋放的能量相當(dāng)于 100 個(gè)太陽(yáng)在其總生命周期中釋放的能量。

對(duì)那道光的分析揭示了一些既新奇又熟悉的東西：恒星是被黑洞撕裂，但規(guī)模是我們以前從未觀察到的。

每顆恒星都是一顆大星，至少是太陽(yáng)的三倍;和每個(gè)黑洞是一頭潛伏在恒星宿主星系中心的超大質(zhì)量野獸。

此類事件通常稱為潮汐中斷事件或 TDE 的 TDE 進(jìn)行驗(yàn)證。天體物理學(xué)家將這些新事件稱為“極端核瞬變”——簡(jiǎn)稱 ENT。

“十多年來，我們一直觀察到恒星作為潮汐擾動(dòng)事件被撕裂，但這些 ENT 是不同的野獸，其亮度幾乎是我們通常看到的 10 倍，”天體物理學(xué)家 Jason Hinkle 說夏威夷大學(xué)天文研究所 （IfA） 的 IfA。

“ENT 不僅比正常的潮汐中斷事件亮得多，而且它們多年來一直保持發(fā)光，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了已知最亮的超新星爆炸的能量輸出。”

“潮汐擾動(dòng)”這個(gè)相當(dāng)溫和的術(shù)語被用來描述引力對(duì)離黑洞太近的物體的影響。在某個(gè)時(shí)刻，外部引力場(chǎng)的威力超過了將物體維系在一起的引力，它在一聲狂野的光芒尖叫中解體，然后至少部分地落入黑洞事件視界之外的巨大未知中。

天空中訓(xùn)練有望遠(yuǎn)鏡捕捉這些尖叫聲，應(yīng)用寬廣的視野以盡可能多地捕捉天空，等待那些不可預(yù)測(cè)的耀斑，這些耀斑表示一顆不幸的星星的死亡陣痛。天文學(xué)家已經(jīng)設(shè)法觀察大量的TDE，并大致了解它們應(yīng)該如何發(fā)揮作用。

在一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系中突然變亮，光曲線迅速上升到峰值，然后在幾周到幾個(gè)月的時(shí)間里逐漸消失。然后，天文學(xué)家可以分析該光以確定所涉及物體的相對(duì)質(zhì)量等特性。

蓋亞是一臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡，其任務(wù)是繪制銀河系的地圖在三個(gè)維度中。它花費(fèi)了大量時(shí)間盯著天空以精確捕捉視差銀河系中星星的測(cè)量。然而，有時(shí)它設(shè)法超越了其任務(wù)參數(shù)。

在梳理 Gaia 數(shù)據(jù)時(shí)，Hinkle 和他的同事發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)奇怪的事件：Gaia16aaw，2016 年記錄的耀斑;和 Gaia18cdj，望遠(yuǎn)鏡在 2018 年捕捉到的。

這兩個(gè)事件與 Zwicky Transient Facility 在 2020 年記錄的事件非常相似。因?yàn)槟谴问录耐κ侨绱酥?，而且它被命名?ZTF20abrbeie，所以天文學(xué)家給它起了個(gè)綽號(hào)”可怕的芭比娃娃".

Hinkle 和他的團(tuán)隊(duì)確定 Gaia16aaw 和 Gaia18cdj 與可怕的芭比娃娃是同一類型的事件，并著手試圖找出導(dǎo)致它們的原因。他們排除了超新星爆炸 – 這些事件的威力至少是任何其他已知瞬變的兩倍，并且超新星有一個(gè)亮度上限。

該團(tuán)隊(duì)解釋說，超新星釋放的光通常與太陽(yáng)在其整個(gè) 100 億年生命周期中釋放的光一樣多。然而，ENT 的輸出與 100 個(gè) Suns 的壽命輸出相當(dāng)。

相反，研究人員發(fā)現(xiàn)，耳鼻喉事件的特性與 TDE 一致——只是規(guī)模大幅增加。這包括消耗了多少能量，以及隨著事件變亮和變暗而光曲線的形狀。

耳鼻喉嚨非常罕見——該團(tuán)隊(duì)計(jì)算出它們的頻率比超新星低約 1000 萬倍——但它們代表了黑洞拼圖中一個(gè)迷人的部分。超大塊體黑洞是太陽(yáng)質(zhì)量的數(shù)百萬到數(shù)十億倍，我們并不清楚它們是如何生長(zhǎng)的。ENT 代表了這些巨型天體可以大量堆積的一種機(jī)制。

“ENT 為研究遙遠(yuǎn)星系中的大質(zhì)量黑洞提供了一種有價(jià)值的新工具。因?yàn)樗鼈兎浅Ｃ髁粒覀兛梢栽趶V闊的宇宙距離上看到它們——在天文學(xué)中，看得很遠(yuǎn)意味著回顧過去。天體物理學(xué)家 Benjamin Shappee 說的 IfA。

“通過觀察這些長(zhǎng)時(shí)間的耀斑，我們可以深入了解黑洞在被稱為宇宙正午的關(guān)鍵時(shí)期的增長(zhǎng)，當(dāng)時(shí)宇宙的年齡是現(xiàn)在的一半，[并且]星系正在形成恒星并以比今天快 10 倍的強(qiáng)度喂養(yǎng)它們的超大質(zhì)量黑洞?！?/p>

該研究已發(fā)表在科學(xué)進(jìn)展.

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