太空“奶牛”让科学家不解 多种理论解释有缺陷

 

本报讯 去年6月，天空中突然出现了一道异常明亮的光，这让天文学家陷入了疯狂。经过几个月的研究，他们仍然不确定这个闪光到底是什么——官方称其为“AT2018cow”，但在全球它被戏称为“奶牛”。如今，科学家在1月11日于华盛顿州西雅图市举行的美国天文学会会议上提出了一些想法。然而无论它是什么，卢波克市得克萨斯理工大学天文学家Liliana Rivera Sandoval说：“它非常奇怪。”

这头牛于2018年6月16日首次出现在望远镜观测中，后来被证明是一个大约2亿光年之外的小星系。它非常明亮，并且前一天还没在那里。这种快速的出现似乎排除了超新星的可能性，因为这种恒星爆发的亮度通常增长得更为缓慢。英国利物浦市约翰·摩尔斯大学天文学家Daniel Perley说：“当我们看到这个现象时，我们想，让我们开始吧。”

天文学家最初认为，“奶牛”是一个离我们更近的事件，很可能发生在银河系中，比一颗超新星造成的灾难要小得多。一种可能是一颗白矮星吞噬了一颗伴星的物质，并在此过程中偶尔燃烧起来。这类事件在银河系很常见。但是对AT2018cow进行的光谱分析很快表明，这个天体离地球太远了，处于另一个星系里——这么远的距离是永远看不到一颗闪耀的白矮星的。

Perley是一个名为“GROWTH”的全球快速反应望远镜网络的领导者之一，该网络的几台望远镜很快就对准了“奶牛”。其中包括西班牙加那利群岛拉帕尔马的利物浦望远镜和加利福尼亚的帕洛玛天文台。Perley说：“在最初的两周里，我们放弃了一切，每晚观察7次。”

早期的观察证实这头“奶牛”确实很奇怪。它没有显示出超新星发出的光的变化，它的亮度持续增长，亮度和热度持续了近3周。“这些都是超新星通常不会做的事情。”Perley说。

Sandoval说，当她和同事在2018年知道“奶牛”离我们真的很远时，他们要求美国宇航局的尼尔·盖恩斯·斯威夫特天文台对其在紫外线和X射线下的活动进行了观测。轨道飞行器的观测显示，该天体在光谱的这两个部分都非常明亮。尽管X射线的亮度在最初的几周内出现了波动，但“光谱没有出现变化，这是非常不寻常的”。Sandoval说。3周后，X射线信号开始剧烈波动，同时亮度也开始下降。

许多天文学家一致认为，这一事件持续时间长且稳定，意味着它在最初爆发后由某种形式的中央引擎提供能量。但这个引擎可能是什么还远不清楚。一些人认为这可能是一颗不同寻常的超新星，其核心在恒星爆发后向内坍缩。另一些人则认为这是潮汐破坏事件——恒星被黑洞撕裂。但这通常需要星系中心的超大质量黑洞，而“奶牛”位于星系的旋臂上。因此，有人说，这可能是一个由中等质量黑洞引发的潮汐扰动事件，尽管这种小黑洞存在的证据仍存在争议。“所有的解释都有问题。”Sandoval说。

在这头“奶牛”被发现4天后，帕萨迪纳市加州理工学院的Anna Ho在夏威夷的莫纳克亚使用亚毫米阵列望远镜对其进行了观测。在无线电频谱的短端，毫米波通常不被用来观测这类爆发的天体，因为其信号衰减得太快，望远镜无法捕捉到。而这头“奶牛”与众不同。“过了几天，它依然还是很亮。”Ho说，“这是我们第一次看到这样的光源。”

Ho相信这个信号显示了最初爆发的冲击波击中周围密集的气体和尘埃云。当这种情况发生时，云就会变热，气体就会发出不同波长的光。与此同时，当冲击波穿过云层向外传播时，辐射便会继续。亚毫米信号随时间的突然减弱可能标志着冲击波达到了气体云的外部极限。

Ho指出，如果天文学家将来能找到其他类似的光源，用这种方法研究激波将为他们提供有关其大小、速度、总能量以及恒星周围环境结构的宝贵数据。加州帕洛阿尔托戈登与贝蒂·摩尔基金会天文学家Bob Kirshner说：“这将告诉我们这颗恒星在爆发前做了什么。”

正如经常发生的那样，研究人员需要的是更多的数据。“我希望有更多的‘奶牛’。”Sandoval说。（赵熙熙）

《中国科学报》 (2019-01-14 第2版 国际)

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