恒星試圖吞噬黑洞可能引發(fā)了新型超新星

2023 年，天文學(xué)家記錄了他們見過的最非凡的太空爆炸之一。

它發(fā)生在大約 7.5 億光年外，于 7 月 7 日燃燒到茨威基瞬變設(shè)施的探測器中。起初，它看起來就像一顆普通的超新星——一顆恒星的爆炸性死亡——天文學(xué)家將其命名為 SN 2023zkd。

六個月后，對宇宙異常的搜索表明這次爆炸有點奇怪。回顧自最初發(fā)現(xiàn)以來收集的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn) SN 2023zkd 做了一些非常奇怪的事情：它再次變亮。

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一項新的分析提供了絕對的奇異解釋：這一系列奇怪的事件可能是一顆巨星的結(jié)果試圖吞下黑洞就像來自蘭德·麥克納利一樣。

“我們的分析表明，這次爆炸是由與黑洞伴星的災(zāi)難性遭遇引發(fā)的，并且是迄今為止最有力的證據(jù)，表明這種密切的相互作用實際上可以引爆恒星，”美國國家科學(xué)基金會研究所的天文學(xué)家亞歷山大·加利亞諾說人工智能和基本互動。

超新星可以通過多種方式發(fā)生。他們通常（但并非總是如此）涉及一顆大質(zhì)量恒星的死亡或白矮星失控的熱核爆炸。它們也相對常見，以每年有幾百個可觀察到的.

天文學(xué)家或多或少知道它們應(yīng)該如何發(fā)揮作用：一道耀斑突然出現(xiàn)在現(xiàn)場，然后逐漸變暗，在接下來的幾周和幾個月里遵循一條相當(dāng)可預(yù)測的曲線。

SN 2023zkd 的初步觀測看起來相對典型;茲威基記錄的耀斑表明超新星的早期階段.然后在 2024 年 1 月，一個旨在在檔案中查找異常事件的工具指出，值得再看一遍。

來自世界各地不同天文臺的數(shù)據(jù)記錄了典型的、漸弱的光變曲線。然后它發(fā)生了：在茨威基發(fā)現(xiàn)這一事件 240 天后，它再次變亮，幾乎達到與最初的超新星相同的水平。

這不是大多數(shù)超新星所做的事情，因此加利亞諾和他的同事轉(zhuǎn)向?qū)μ炜赵摬糠值臋n案觀測，看看在茨威基探測之前是否有任何行為可以產(chǎn)生任何線索，使用機器學(xué)習(xí)以接收人類可能錯過的信號。

他們發(fā)現(xiàn)，在爆炸前的四年多時間里，該物體一直在穩(wěn)步變亮，并出現(xiàn)了一些奇怪的波動。這種長期行為并不典型即將爆炸的明星.

研究人員確定，最接近觀測結(jié)果的場景涉及一顆巨大的垂死恒星和一個鎖定在緊密軌道上的緊湊物體，例如黑洞。當(dāng)它們在衰變的軌道上相互旋轉(zhuǎn)時，這顆恒星減掉了大量的質(zhì)量，這反過來又開始發(fā)光。

研究人員認為，最終，這兩個物體靠得足夠近，以至于恒星發(fā)揮引力將黑洞包入黑洞;然而，黑洞施加的引力對恒星施加了壓力，以至于引發(fā)了超新星。

第一個亮度峰值來自超新星的爆炸與系統(tǒng)周圍的低密度氣體碰撞。第二個高峰是由于與恒星在最后幾年噴射的厚厚物質(zhì)云的較慢、更持續(xù)的碰撞。爆炸前的奇怪波動表明系統(tǒng)受到黑洞存在的壓力。

這并不像聽起來那么不可能。黑洞的引力與質(zhì)量相當(dāng)?shù)暮阈且粯哟?如果你處于合理的距離，就像你對一顆星星一樣，事情的行為方式是一樣的。然而，黑洞非常緊湊，你可以離得更近，達到你會的程度里面一顆質(zhì)量相當(dāng)?shù)暮阈?，其引力場的強度會隨著你的前進而增加。

例如，太陽是關(guān)于140萬公里（865,000 英里）橫跨。與太陽質(zhì)量相同的黑洞的事件視界為橫跨約6公里.

因此，如果雙星中的恒星的質(zhì)量大于黑洞，那么就會認為恒星在黑洞的極近引力將恒星帶到粘性末端之前將黑洞拉了進去。另一種可能性是，黑洞在恒星爆炸之前就已經(jīng)完全吞噬了恒星;這兩種情況都表現(xiàn)出與系統(tǒng)周圍材料相同的碰撞。

無論哪種方式，最終結(jié)果都是更大的黑洞.

“我們現(xiàn)在正在進入一個時代，我們可以在這些罕見事件發(fā)生時自動捕捉它們，而不僅僅是事后，”加利亞諾說?！斑@意味著我們終于可以開始將恒星的生存方式和死亡方式聯(lián)系起來，這非常令人興奮。”

該研究將發(fā)表在天體物理學(xué)雜志，預(yù)印本可在arXiv.

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