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最亮超新星或为特大质量黑洞正在吞噬恒星

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  根据一项新的研究,今年早些时候被称为迄今发现的最亮超新星(亮度是整个银河系的数十倍)可能蕴含着一些更加奇异的事件——一个特大质量黑洞正在撕裂并吞噬一颗在附近游荡的恒星。

  天空中的这缕闪光最早是在2015年由“超新星全天自动化调查”(ASAS-SN)发现的,后者是位于智利和美国夏威夷的一个小型望远镜网络,旨在观测天空中快速变化的天体。

  天文学家假设这是一颗超级发光的超新星(SLSN),其发生通常是一颗处于生命尽头的大质量恒星在自身重力作用下塌缩后,喷射出一颗由热气体和尘埃构成的火球,并在逐渐衰退前,在很短的时间内发出明亮的光。当时,这一事件的亮度是之前纪录保持者的两倍。

  天文学家将这一事件命名为ASASSN-15lh。但是ASASSN-15lh对于SLSN而言却处于一个错误的星系中。正确的分类通常是一个充满气体和尘埃的年轻矮星系,在这里,巨大的恒星能够迅速形成,燃烧发光,并最终以超新星的形式爆发。

  然而ASASSN-15lh却处于一个古老的、燃烧殆尽的星系中,这里鲜有恒星形成的证据。最初并未参与该项研究的以色列雷霍沃特市魏茨曼科学研究所天文学家Giorgos Leloudas表示:“当他们告诉我这个事件时,我感到半信半疑。它似乎并不是正确的。”

  于是Leloudas和同事开始从各种来源收集更多的数据,包括Swift伽玛射线卫星、Las Cumbres天文台全球望远镜网络、哈勃太空望远镜和均位于智利的欧洲南方天文台的甚大望远镜和新技术望远镜。

  哈勃太空望远镜的数据表明,闪光的源头接近星系的中心,而产生SLSN的快速恒星形成通常发生在更远的地方。Leloudas同时指出,与普通的SLSN不同,ASASSN-15lh似乎在消失后又渐亮了几周,表明其温度保持了约100天的上涨。

  由哈勃太空望远镜记录的来自这一事件的紫外光谱表明,这是一颗处于生命黄金时期的低质量恒星,而不是一颗垂死的恒星。

  正如研究人员在12月12日出版的《自然—天文学》杂志上所报告的,所有这些迹象都指向了一种可能性,即ASASSN-15lh可能实际上是一颗恒星的临终遗言——它过于接近位于星系中心的特大质量黑洞,从而被极端的引力场所撕裂,也就是一个所谓的潮汐干扰事件(TDE)。

  TDE是非常罕见的——天文学家目前怀疑仅有约10个这样的事件发生。但Leloudas认为,ASASSN-15lh输出量的变化意味着一次TDE的发生——最初的闪光来自重力撕裂恒星以及加热其遗骸保持高温;而来自这些遗骸的随后的爆发则是它们合并到黑洞表面被再次加热所致。

  这一观点的一个问题在于所讨论的星系被认为在其中心存在一个特大质量黑洞——大约是太阳质量的1亿多倍。根据理论预测,这样的庞然大物更有可能吞下整颗恒星,并且一旦后者低于黑洞的视界则将被撕裂,而这是人们无法观测到的。

  研究人员将继续观测ASASSN-15lh并且希望能够了解得更多,因为它已不再照亮该星系的其他部分。同时由于其他TDE都发生在较小黑洞的周围,因此ASASSN-15lh拓宽了天文学家对于TDE发生范围的认知。

  Leloudas说:“通过增加的多样性,我们将了解在一次TDE中更多的物理现象。”

  超新星爆发是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸度极其明亮,过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可持续几周至几个月(一般最多是两个月)才会逐渐衰减变为不可见。在这段期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相媲美。恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散,并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构,这被称作超新星遗迹 。(赵熙熙)

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