對於許多天文學家來說，2018年將被銘記為“牛年”——以一個壯觀的恆星爆炸的暱稱命名，這個爆炸讓他們忙碌了好幾個月。
兩組研究人員在10月25日提交給arXiv預印本伺服器的論文中指出，這一不尋常的事件為了解恆星的坍縮提供了一個前所未有的視窗。
與典型超新星的緩慢升溫相反，“牛”幾乎在一夜之間變得非常明亮，讓天文學家感到困惑。
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“它從天而降，”英國貝爾法斯特女王大學的天文學家斯蒂芬·斯馬特說，他是第一個發現爆炸的人，並根據恰好拼出“牛”這個詞的字母順序協議命名了它。
伊利諾伊州埃文斯頓西北大學的天體物理學家拉斐拉·馬爾古蒂補充說，對於那些研究恆星爆炸的人來說，這是“夢想”。她是最新兩篇論文背後的團隊之一的負責人。
中心引擎
透過獨立的觀測，最新論文背後的兩個小組現在得出了相同的結論：一個“中心引擎”已經持續數月攪動著爆炸的恆星內部，而能量一定來自新形成的正在吸積物質的黑洞，或中子星的狂熱旋轉。
當大質量恆星走到生命盡頭時，黑洞和中子星都會誕生。“牛”（技術上來說，事件AT2018cow）之類的爆炸可以為這種型別的誕生提供一些最直接的證據，加州理工學院（Caltech）在帕薩迪納的天文學家曼西·卡斯利瓦爾說。“我認為這告訴我們如何理解大質量恆星爆炸的最極端形式。”
加州大學聖巴巴拉分校的天體物理學家伊爾·阿卡維對最新結果的質量以及事件的奇異性印象深刻。“幾乎關於其發射的一切都是我們以前從未見過的，”他說。
“牛”是如何被發現的故事始於6月16日，當時一位同事向斯馬特標記了一顆明亮的恆星，而就在幾天前，那裡還什麼都沒有。
恆星異常
起初，斯馬特將這種效應視為銀河系中一個不起眼的恆星耀斑。但是後來，他意識到它可能離得更遠，在一個名為CGCG 137-068的星系中，已知距離約為60兆秒差距（2億光年）。
“那是星期天晚上11點，我對自己說，‘我最好把這件事告訴所有人。’”他透過天文學家電報釋出了警報，這是一個用於報告和評論瞬態天文觀測的服務。
立即的後續行動證實，該物體是一個遙遠的物體，因此必須非常明亮。（它足夠明亮，儘管距離遙遠，但許多業餘天文學家也能夠看到它。）
這不是普通的超新星：它在幾天內達到了亮度峰值，而不是幾周。“每個人都放下他們在那之前正在做的事情”，開始關注“牛”，英國利物浦約翰摩爾斯大學的天體物理學家丹尼爾·珀利說。
珀利和他的合作者指揮位於西班牙加那利群島之一拉帕爾馬島的機器人望遠鏡，幾乎每晚觀察“牛”一個半月。他們還使用了屬於卡斯利瓦爾專門為此類後續研究設計的網路的全球其他望遠鏡。
該團隊收集到的證據——主要是在可見光譜中——似乎指向一個現有的黑洞撕裂一顆恆星，他們在八月份在網上釋出了這一觀測結果。但是為了全面瞭解正在發生的能量事件，研究人員需要更廣泛地觀察電磁能譜，從無線電波到γ射線。
就在斯馬特發現幾天後，加州理工學院的另一位天文學家安娜·何迅速行動，在無線電頻譜中觀察“牛”。在恆星爆炸中，帶電粒子在強磁場內螺旋運動時會發射無線電波，並且隨著物質擴散，它們的波長會拉伸。
何意識到她可能有一個難得的機會來觀察短波長——只有一毫米或更短的波長——因為物質迅速擴散，因此天文學家不太可能及早捕捉到事件以看到短波長髮射。
她的團隊和其他人在六月份的早期觀測確實發現了亞毫米範圍內的發射，因此她向智利安第斯山脈的阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列（ALMA）提出了緊急提案，那裡的觀測時間競爭非常激烈。
越來越奇怪
在接下來的幾周裡，何和她的合作者觀察了事件毫米波發射的光譜演變。他們的觀測表明，物質以光速的十分之一的速度向外膨脹。
但與普通的超新星不同，這種短波長輻射持續了數週，揭示了一箇中心引擎的存在——一個黑洞或一個旋轉的中子星。“我們能夠證明它與任何常見的機制都不一致，”何說。
與此同時，馬爾古蒂和她的同事利用馬爾古蒂預先批准的提案，使用美國宇航局的NuSTAR X射線望遠鏡觀察“瞬態”事件，以便快速觀察“牛”。
在NuSTAR和其他望遠鏡上的觀測使該團隊得出結論，該事件非常不尋常。特別是X射線光譜表明，它正在從內部被重新加熱。這也指向了一個黑洞或中子星為該事件提供動力——儘管現在得出結論還為時過早。“我們已經即時看到了緻密天體的形成，”她說。
馬爾古蒂補充說，天體物理學家通常看不到這一點，因為重新加熱被爆炸早期噴射出的物質雲所掩蓋。“‘牛’的優勢在於這裡的中心引擎幾乎是裸露的。”
馬爾古蒂希望天文學家能夠觀察到許多此類事件，從而開始確定導致一種結果而不是另一種結果的條件。“遊戲現在開始了。”
本文經許可轉載，並於2018年11月2日首次發表。