超新星爆發(fā)是宇宙中最劇烈的一種現(xiàn)象,它所釋放的能量相當(dāng)于太陽在100億年歲月中所釋放的能量總和。這樣巨大的能量不僅可以將自己的物質(zhì)以光速1/10的驚人速度炸到宇宙空間,甚至使其亮度超過整個(gè)星系!
在此之前,科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾種不同形式的超新星。最近,他們又發(fā)現(xiàn)了一種全新的超新星形式。令人驚訝的是,這種超新星爆發(fā),竟然和宇宙中另一種恐怖的天體有關(guān),那就是黑洞。
2017年,科學(xué)家們?cè)谏醮笸h(yuǎn)鏡陣列巡天(VLASS)項(xiàng)目中,發(fā)現(xiàn)了這種超新星。當(dāng)時(shí)他們正在進(jìn)行無線電勘測(cè),突然在宇宙中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)極其明亮的射電源。在此前利用該設(shè)備的觀測(cè)中,并沒有這個(gè)射電源的記錄,可見它是剛剛出現(xiàn)的。
科學(xué)家隨后利用甚大望遠(yuǎn)鏡和凱克望遠(yuǎn)鏡兩大設(shè)備對(duì)這里進(jìn)行了觀測(cè),證明了這個(gè)射電源是真實(shí)存在的。而且,這個(gè)射電源的特征,和一顆超新星向外擴(kuò)散的物質(zhì)與周圍的氣體及塵埃相互作用的特征相一致。
具體來說就是,當(dāng)超新星拋射出來的物質(zhì)撞入這些星際氣體和塵埃的“懷抱”中時(shí),就會(huì)產(chǎn)生非常耀眼的電磁輻射,以至于隔著遙遠(yuǎn)的宇宙空間都能夠被我們觀測(cè)到。加州理工學(xué)院的天文學(xué)家們經(jīng)過仔細(xì)的觀測(cè),最終將其來源鎖定在了一個(gè)距離我們4.8億光年的矮星系VT J121001+4959647上。
接下來,他們又對(duì)這片區(qū)域的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了查詢,以確定這個(gè)星系到底是從什么時(shí)候開始變量的。最終,在國(guó)際空間站上的全天空X射線圖像監(jiān)測(cè)儀(MAXI)觀測(cè)的數(shù)據(jù)中,他們發(fā)現(xiàn)了與此相關(guān)的軟X射線。
通過這些觀測(cè)數(shù)據(jù),科學(xué)家們能夠?qū)@顆超新星的歷史追根溯源。他們發(fā)現(xiàn),形成這顆超新星的恒星并不是孤獨(dú)的恒星,而是位于一個(gè)雙星系統(tǒng)中。并且,隨著它逐漸走到生命的盡頭,其物質(zhì)也不斷地被自己的同伴所吞噬。
這種現(xiàn)象在宇宙中并不罕見,在雙星系統(tǒng)中,當(dāng)一顆恒星進(jìn)入演化末期時(shí),經(jīng)常就會(huì)出現(xiàn)軌道衰減、也就是兩顆恒星逐漸靠近的情況。由于距離更近了,引力也就更強(qiáng),于是恒星之間物質(zhì)的轉(zhuǎn)移就不可避免了。
尤其是在一個(gè)包含白矮星的雙星系統(tǒng)中,更容易見到這樣的情況。白矮星是一種致密星,是由質(zhì)量不足太陽8倍的恒星在死亡后形成的天體,其密度非常驚人,引力也非常大。當(dāng)擁有白矮星的雙星系統(tǒng)中的另一顆恒星也走完了主序星階段,膨脹為紅巨星,其物質(zhì)就很容易被白矮星吸走,甚至導(dǎo)致白矮星發(fā)生熱核爆炸,這就是所謂的Ia型超新星。
當(dāng)然了,還有比白矮星更重的天體,那就是中子星和黑洞,分別是由質(zhì)量在太陽8-30倍之間和超過太陽30倍的恒星通過超新星爆發(fā)形成的。那么,這次觀測(cè)到的超新星爆發(fā),是源自于黑洞或者中子星嗎?是,也不是。
說它是,是因?yàn)檫@個(gè)過程的確有黑洞或中子星的參與。說它不是,是因?yàn)槠湫纬傻哪J浇^非此前我們所見到過的任何一種形式的超新星爆發(fā)。
研究團(tuán)隊(duì)指出:在一開始,這個(gè)雙星系統(tǒng)中包含了兩顆恒星,二者在質(zhì)量上有所差異。我們知道,大質(zhì)量的恒星反而壽命比較短,所以那顆巨大的恒星首先走到了生命的盡頭,爆發(fā)為超新星,內(nèi)核則坍縮成了一個(gè)黑洞或者中子星。
在接下來的歲月里,這顆致密星不僅僅是像其他的同類一樣從伴星身上攫取物質(zhì),而是和伴星發(fā)生軌道的衰減,二者螺旋式地相互靠近。在這個(gè)過程中,那顆原本還沒走到生命盡頭的恒星提前迎來了命運(yùn)的終點(diǎn),它的物質(zhì)被這顆致密星的引力拉出來,并且甩到了周圍的宇宙空間,在它們周圍形成了一個(gè)巨大的物質(zhì)環(huán)。從我們觀測(cè)到的角度來講,這個(gè)過程大約開始于300年前。
然后,兩顆天體繼續(xù)靠近。最終,這顆致密星竟然直接闖入了伴星的“心臟”,開始了瘋狂的吞噬。
由于致密星的闖入,恒星的一切都改變了。原本核心處進(jìn)行著核聚變,如今也被打斷了,以至于原本向外輻射的壓力消失,無法抵抗自身的引力,于是發(fā)生了坍縮。在坍縮的同時(shí),這些物質(zhì)還會(huì)在致密星的周圍形成一個(gè)明亮的吸積盤,同時(shí)還會(huì)向宇宙中射出高能的噴流,一直射到非常遠(yuǎn)的地方。
國(guó)際空間站上的MAXI所發(fā)現(xiàn)的X射線,就是來自于這股噴流。而VLASS所檢測(cè)到的無線電信號(hào),就是來自于超新星拋射出的物質(zhì)。此前被甩到太空中的物質(zhì)沒有超新星爆發(fā)時(shí)拋射的物質(zhì)那么高的能量和那么快的速度,于是被后者追上,二者相撞時(shí)所產(chǎn)生的就是科學(xué)家們檢測(cè)到的信號(hào)。
加州理工學(xué)院的天文學(xué)家Dillon Dong指出:“此前就有理論家提出過這個(gè)預(yù)言,而這就是我們首次真正觀測(cè)到這樣的事件。”
對(duì)于那顆被黑洞入侵的恒星來說,它的命運(yùn)本來就是被吞噬。不過,這一次黑洞迫不及待地闖入恒星腹中,可謂是“殺人誅心”,加速了這顆恒星的滅亡。感謝它的滅亡,上演了這場(chǎng)壯觀的宇宙事件。
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