這是一場耀眼的死亡。大約13億年前，一顆恆星爆炸，其威力是其宿主星系中千億顆恆星總和的50倍。它非常明亮，如果發生在仙女座星系中，肉眼也能看到。這次爆發，官方名稱為PTF10hgi，屬於一種罕見的爆炸型別，稱為“超亮”超新星，其亮度可以是典型超新星的數百倍。但天文學家無法解釋其原因。
一種假設認為，它們的能量來自磁星——超高密度、快速旋轉和高度磁化的恆星核心殘骸，可以在超新星爆炸後形成。如果這些磁星的自轉速度足夠快，比如每秒1000次，它們可以透過釋放磁化的風來迅速減速。這種風在磁星形成的那一刻產生，然後衝擊拋射物，在幾周內不斷增加爆炸的熱量和光，使其比原本更明亮得多。但這僅僅是一種假設。“我們缺少的聖盃——就是直接觀測證實爆炸中心存在磁星，這個野獸，”哥倫比亞大學的天文學家布賴恩·梅茨格說。現在，一月份釋出在預印本伺服器arXiv上的一項研究可能恰好提供了那個聖盃。
哈佛-史密森天體物理學中心的博士生塔拉內·埃夫特哈里、她的導師江戶·伯傑、梅茨格和他們的同事在PTF10hgi曾經爆發的確切位置探測到了射電光。這是天文學家首次在這些超亮超新星之一的爆發後探測到射電輻射。由於射電光是在電子在磁場中加速時產生的，這一發現表明磁星就位於超新星爆發的地點——可能解開了一個近十年前的謎團。“這是我們第一次穿透爆炸看到引擎——看到幕後的巫師，”伯傑說。“這本身就非常了不起。”
支援科學新聞事業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
梅茨格的熱情稍微保守一些。“這是一個令人興奮的暗示，表明我們可能首次獲得直接證據，證明超亮超新星是由中心磁星提供能量的，但我們需要更多的觀測，”他說。該團隊已經提交了幾項提案，對該天體進行後續研究，以便他們能夠肯定地說，是磁星而不是其他原因產生了射電輻射。西北大學的天文學家迪安妮·科佩詹斯沒有參與這項研究，她也認為未來的資料至關重要。“目前看來非常有希望，但他們提出的觀測應該能解開這個謎團，”她說。
同一枚硬幣的兩面
這項研究也可能解開第二個謎團——快速射電暴，或FRB。這些短暫、明亮的射電波閃爍似乎起源於遙遠的星系，但其精確來源仍然未知，使其成為天體物理學中最令人好奇的謎題之一。儘管它們可能看起來與超亮超新星無關，但當埃夫特哈里和她的同事們接收到與PTF10hgi同時發生的射電輻射時，它讓人想起與其中一個FRB相關的射電光。這對團隊來說並不意外——這正是埃夫特哈里和她的同事們希望找到的特徵。
2016年，天文學家宣佈了FRB謎團中的一個重要線索：其中一個爆發，即FRB 121102，閃爍了不止一次，使其成為第一個重複爆發。這一發現使科學家能夠將其放置在宇宙地圖上——將其定位在一個距離地球約25億光年的星系中。令人驚訝的是，那個星系並非平平無奇，而是一個重元素稀少的矮星系——這種奇特之處與超亮超新星起源的星系非常相似。這讓天文學家開始懷疑兩者是否可能以某種方式相關。此外，當研究人員定位重複FRB時，他們發現一個持續存在的較弱輻射源，它來自爆發發生的精確位置。這種射電輻射表明，爆發起源於強磁場中，而強磁場可能由磁星產生。
這兩個暗示讓梅茨格和伯傑推測，超亮超新星和FRB是同一天體的兩種不同特徵。2017年，他們發表了一項研究，其中包含大量理論計算，表明磁星首先會產生超亮超新星——然後，在幾年甚至幾十年後，產生多個FRB（儘管具體如何產生仍然是個謎）。而且，在此期間，磁星會創造一個在射電光中發光的星雲。如果這個假設是正確的，天文學家應該能夠在這些超亮超新星首次爆發後的幾年內觀察到星雲持續的射電光，並且——如果他們真的幸運的話——看到一兩個快速射電暴。
追蹤更多線索
最近，許多團隊開始尋找那個確切的特徵。埃夫特哈里和她的同事們使用位於新墨西哥州的甚大陣（VLA）和位於智利安第斯山脈的阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列（ALMA）分析了25個超亮超新星。當他們發現這個射電源時，似乎證實了他們最高的希望，不僅提供了（或接近於）證明超亮超新星是由磁星產生的證據，而且暗示同一個磁星也可能產生FRB。“在我們第一次搜尋中就取得了如此美好的結果，這有點好得令人難以置信，”伯傑說。
該領域的其他研究人員也同樣興奮。“這是一個誘人的發現，它確實暗示著一些長期以來困擾我們的神秘天體——超亮超新星和快速射電暴——都是同一事物的表現，”英國華威大學的天文學家安德魯·列文說，他沒有參與這項研究。“這是一個偉大的發現。”
但這仍然只是一個線索。為了將其轉化為確鑿的證據，天文學家希望看到FRB——而不僅僅是射電輻射——從過去的超亮超新星中發出。“那將是真正的確鑿聯絡，”加州大學伯克利分校的天文學家凱西·勞說，他沒有參與這項工作。這樣的發現可能即將到來。許多科學家渴望跟進這個天體和其他超亮超新星。
馬克斯·普朗克射電天文學研究所的天文學家勞拉·斯皮特勒發現了第一個重複FRB，但沒有參與這項研究，她計劃很快觀測這個天體。而勞已經完成了在超亮超新星遺址中搜索FRB的工作，但尚未分析觀測結果，他可能已經在他的資料中隱藏了一個。