是黑洞誕生了？

當道短暫而不尋常的閃光出現在夜空中，令全球天文學家和天體物理學家感到困惑，這一事件被命名為「2018cow」，並以其官方名稱中巧合的最後幾個字母命名為「The Cow」。這一事件不同於以往任何一次天體爆發，引發了關於其源頭的多種理論。在三天多的時間裡，2018cow發出了一種突然爆炸的光，其亮度至少是一般超新星的10倍，然後在接下來的幾個月里逐漸減弱。這一不尋常的事件發生在一個名為CGCG 137-068恆星形成星系內部或附近，該星系位於大力神座，距離地球約2億光年。2018cow是由美國國家航空航天局資助位於夏威夷小行星地面撞擊預警系統望遠鏡首次觀測到。

博科園-科學科普：那麼2018cow到底是什麼呢？利用包括尼爾·蓋倫斯·斯威夫特天文台(Neil geh海爾斯·斯威夫特天文台)和核光譜望遠鏡陣列(NuSTAR)在內的多個NASA項目數據，兩個小組正在發表論文，為2018cow起源提供可能的解釋。一篇論文認為，2018cow是一個巨大的黑洞，正在粉碎一顆經過的恆星。第二篇論文假設它是一顆超新星（一顆恆星爆炸）產生了一個黑洞或中子星。

2018年1月10日星期四，在西雅圖舉行的第233屆美國天文學會會議上，兩組科學家在小組討論中分享了他們的研究。對2018cow一種可能解釋是，一顆恆星在天文學家所謂的「潮汐破壞事件」中被撕裂。就像月球引力導致地球海洋膨脹，產生潮汐一樣，黑洞對一顆正在靠近恆星也有類似但更強大的影響，最終將其分裂成一股氣體流。

2018cow是在一個名為CGCG 137-068星系內或附近爆發爆炸的，該星系位於大力神座，距離地球約2億光年，這張放大的圖片顯示了「2018cow」在銀河系的位置。圖片：Sloan Digital Sky Survey

氣體流的尾部被甩出系統，但前緣在黑洞周圍擺動，與自身相撞，形成橢圓形的物質雲。根據一個研究小組使用的數據，從紅外輻射到來自Swift和其他天文台的伽瑪射線，這種轉換最好地解釋了2018cow行為。馬里蘭州巴爾的摩縣馬里蘭大學(University of Maryland)和馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)的助理研究科學家艾米連(Amy Lien)說：我們從來沒有見過完全像牛一樣的東西，這非常令人興奮，我們認為潮汐的破壞在事件開始時造成了快速、非常不尋常的光爆炸，這最好地解釋了斯威夫特多波長觀測在未來幾個月減弱的原因。這顆被撕碎的恆星是一顆白矮星：一顆熾熱的、與地球差不多大小的恆星殘骸，標誌著像我們太陽一樣恆星的最終狀態。

2018cow是在距離地球2億光年的大力神座星系CGCG 137-068附近爆爆炸的，黃色十字顯示了這個令人困惑的爆炸位置。圖片：Sloan Digital Sky Survey

還計算出，這個黑洞的質量是太陽質量的10萬到100萬倍，幾乎和它所在星系中央黑洞一樣大。在星系中心以外看到如此規模的黑洞是不尋常的，但這2018cow有可能出現在附近衛星星系或球狀星團中，這些星系中年齡較大的恆星群中白矮的比例可能高於普通星系。這一發現的研究論文將發表在《皇家天文學會月刊》的未來版本上。該研究的主要作者、倫敦大學學院(UCL)的天體物理學家保羅·奎因(Paul Kuin)說：2018cow在很短的時間內產生了大量碎片雲，粉碎更大的恆星產生這樣的雲，需要更大的黑洞，導致更慢的亮度增加，並需要更長的時間來消耗碎片。一個不同科學家小組能夠在更大的波長範圍內收集關於2018cow數據，範圍從無線電波到伽馬射線。

天文學家利用地面天文台捕捉到「2018cow」宇宙事件的發展過程，正如在這三張圖片中看到的。左圖:2003年，新墨西哥州的斯隆數字天空調查觀測到了主星系Z 137-068，但看不到2018cow。(綠色圓圈表示2018cow最終出現的位置)。中圖：2018年6月20日，西班牙加那利群島的利物浦望遠鏡觀測到2018cow亮度非常接近該事件的峰值，當時它的亮度比主星系高得多。右圖：同樣位於加那利群島的威廉·赫歇爾望遠鏡，在2018cow亮度達到峰值近一個月後，拍攝了一張高解析度照片。圖片：Daniel Perley, Liverpool John Moores University

基於這些觀察，研究小組認為超新星可能是2018cow的來源。當一顆大質量恆星死亡時，它會爆炸成超新星，留下一個黑洞或一個密度極高的中子星，這頭牛可能代表著這些恆星殘骸之一的誕生。伊利諾斯州埃文斯頓西北大學天體物理學家Raffaella Margutti說：在2018cow身上看到了以前從未在瞬間或快速變化物體上看到過的特徵，研究小組利用高能x射線數據顯示，2018cow特徵類似於黑洞或中子星等緻密物質。

但是基於我們在其他波長中所看到的，我們認為這是一個特例，可能已經觀測到（迄今第一次）一個實時的緊緻物體的產生。Margutti團隊分析了多個天文台的數據，包括美國國家航空航天局的NuSTAR，歐洲航天局的XMM-Newton和INTEGRAL衛星，以及美國國家科學基金會的超大型陣列。

研究小組提出，2018cow發出的明亮光學和紫外線信號表明它是超新星爆炸的信號，隨後爆發的x射線輻射來自於它落到一個緻密物體上時釋放出的氣體輻射能量。通常，超新星膨脹的碎片雲會阻擋爆炸中心緻密物體發出的任何光線。由於x射線的輻射，在這種情況下，最初恆星的質量可能相對較低，產生的碎片雲相對較薄，來自中心源的x射線可以通過碎片雲逃逸。加州理工學院(Caltech)的NuSTAR儀器科學家布賴恩·格里芬斯特(Brian Grefenstette)說：如果我們實時看到一個緻密物體的誕生，這可能是我們理解恆星演化的新篇章，用許多不同的天文台觀察這個物體，當然，你對一個物體打開的窗戶越多，就越能了解它。但是就像我們看到的2018cow一樣，這並不一定意味著解決方法會很簡單。

博科園-科學科普｜研究/來自：NASA

參考期刊文獻:《天體物理學》，《皇家天文學會月報》

Cite: arxiv.org/abs/1808.08492

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