天文學家目睹了太空中最大的爆炸。
被標記為 AT2021lwx 的爆炸事件被觀測到比任何已知的超新星亮十倍，超新星是巨大的恆星死亡時發生的爆炸。雖然超新星爆炸只持續幾個月，但這次爆炸事件已經持續了至少三年。
AT2021lwx 也比恆星被超大質量黑洞撕裂和吞噬時發出的光亮三倍，這種現象被稱為“潮汐瓦解事件”或“TDE”。這次爆炸距離地球約 80 億光年，因此發生在宇宙只有 60 億年的時候。
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AT2021lwx 最初於 2020 年被加利福尼亞州的茲威基瞬變設施發現，隨後被位於夏威夷的小行星地面撞擊最後警報系統 (ATLAS) 捕捉到。這兩個系統都旨在調查夜空中亮度隨時間快速變化的天文事件，也稱為“瞬變”。亮度的這種變化可能表明是宇宙深處的超新星或伽馬射線暴 (GRB)，或者更接近我們家園的彗星或小行星。
儘管這些設施在三年前就發現了它，但直到現在，AT2021lwx 爆炸的規模和威力才為人所知。
“我們偶然發現了這個，因為當我們在搜尋一種超新星時，我們的搜尋演算法標記了它，”南安普頓大學研究員菲利普·懷斯曼在一封電子郵件宣告中說道，他領導了這項研究。“大多數超新星和 TDE 只持續幾個月就會消退。一個東西持續明亮兩年多是非常不尋常的。”
懷斯曼和天文學家團隊認為，AT2021lwx 可能是黑洞猛烈擾亂一團質量是太陽數千倍的氣體雲的結果。當黑洞這樣做時，它吞噬了氣體雲的碎片，將衝擊波傳送到氣體雲的剩餘部分以及周圍更寬的環形塵埃環中，導致它們發出明亮的電磁輻射。
像這樣的事件以前也曾被目睹過，但它們很罕見。更重要的是，以前目睹的事件都沒有 AT2021lwx 的規模。
雖然 AT2021lwx 實際上沒有天文學家在 2022 年發現的伽馬射線暴 GRB 221009A 那麼亮，但這個從 24 億光年外爆發的事件在被探測到後只持續了十個小時。即使這對於 GRB 來說已經相當長了，但也意味著 AT2021lwx 在其整個生命週期中釋放的能量遠遠超過了伽馬射線暴在其自身生命週期中釋放的能量。
測量宇宙爆炸的威力
在最初發現之後，這項發現背後的研究團隊繼續使用包括尼爾·格雷爾斯·斯威夫特望遠鏡、智利的新技術望遠鏡和西班牙拉帕爾馬的格蘭迦納利天文望遠鏡在內的幾架不同的望遠鏡來檢查 AT2021lwx。
在這些觀測之後，研究人員獲取了從該事件中發射出來的光譜，並將其分解為組成波長，測量事件周圍光的發射和吸收方式。這使得研究人員能夠計算出 AT2021lwx 源頭的距離。
“一旦你知道了物體的距離以及它在我們看來有多亮，你就可以計算出物體在其源頭的亮度，”團隊成員兼南安普頓大學教授塞巴斯蒂安·霍尼格在宣告中說道。“一旦我們進行了這些計算，我們就意識到這非常明亮。”
在已知的宇宙中，唯一像 AT2021lwx 一樣明亮的東西是超大質量黑洞。當這些黑洞吞噬以高速落入其中的恆星氣體時，它們會釋放出極亮的輻射，稱為類星體。
“對於類星體，我們看到亮度隨時間上下波動，”團隊成員兼南安普頓大學教授馬克·沙利文補充道。“但回顧過去十年，沒有探測到 AT2021lwx，然後它突然以宇宙中最亮物體的亮度出現，這是前所未有的。”
儘管對爆炸事件還有其他可能的解釋，但天文學家目前傾向於這樣一種解釋，即認為是一團極其巨大的主要由氣態氫或塵埃組成的氣雲從其圍繞黑洞的軌道上被撞落並被吸入其中。只有當團隊收集到更多關於 AT2021lwx 的資料時，才能最終確定這一點。
該團隊現在將研究包括 X 射線在內的不同波長的爆炸。這樣做可以揭示事件的溫度以及驅動它的過程。他們還將進行計算機模擬，以發現他們關於黑洞擾亂巨大氣體雲的模型是否可以解釋 AT2021lwx。
“隨著新的設施，如維拉·魯賓天文臺的遺產巡天，在未來幾年內上線，我們希望發現更多像這樣的事件，並更多地瞭解它們，”懷斯曼在宣告中總結道。“可能是這些事件雖然極其罕見，但能量如此之大，以至於它們是星系中心隨時間變化的關鍵過程。”
該團隊的研究在一篇論文中進行了討論，該論文發表在《皇家天文學會月刊》雜誌上。
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