天文學家觀察到星體被黑洞吞噬的過程

在 2023 年 7 月,超新星 SN 2023zkd 首次被 Zwicky Transient Facility 觀測到,但其顯著之處在於天文學家能夠如此快速地進行研究。這一切得益於一種新開發的人工智能演算法,該算法旨在實時標記異常的恆星爆炸,並發出了最初的警報。這種早期的探測至關重要,使科學家能夠迅速啟動後續觀測,動用地球和太空中的一系列望遠鏡。這項工作主要由哈佛-史密松天體物理中心(CfA)和麻省理工學院(MIT)的研究人員主導,這些人員隸屬於年輕超新星實驗計劃。

其分析表明,最可能的解釋是,一顆巨星被黑洞伴星困在致命的軌道中。隨著兩者逐漸接近,重力壓力達到了臨界點,導致巨星在部分吞噬其黑洞伴星的同時發生超新星爆炸。根據研究的主要作者、國家科學基金會人工智能與基本相互作用研究所的研究員亞歷山大·加利亞諾(Alexander Gagliano)的說法,這次爆炸最可能是由於與黑洞伴星的災難性相遇引發的,這為這種近距離相互作用能夠引爆一顆恆星提供了最有力的證據。團隊的機器學習系統在 SN 2023zkd 表現出異常行為的幾個月前便已標記了這一現象,給天文學家提供了足夠的時間來獲取解碼爆炸所需的關鍵觀測數據。

對於這一事件的另一種解釋是,黑洞在恆星能夠自行爆炸之前就將其完全撕裂。在這種情況下,黑洞迅速吞噬了恆星的殘骸,觀察到的輻射則來自殘骸與周圍氣體的碰撞。SN 2023zkd 首次出現在天文學家眼中時,顯得相當普通,距離地球約 7.3 億光年,標誌著一個單一的光爆。然而,隨著幾個月的觀測,這一事件出現了意外的轉折,當這顆逐漸暗淡的恆星再次亮起時,讓科學家感到驚訝。

為了調查這一不尋常的行為,團隊深入挖掘了過去的觀測數據,發現了一個更奇怪的線索:在爆炸前的四年多時間內,這一系統一直在逐漸增亮。這種長期的爆炸前活動在超新星中極為罕見,使得 SN 2023zkd 成為一個宇宙異常。分析顯示,這次爆炸的異常光模式是由恆星在最後幾年中脫落的氣體所塑造的,首次亮起是因為爆炸波撞擊了低密度的物質,而第二次峰值則源於與密集的圓盤狀雲的緩慢碰撞。這種結構以及恆星在爆炸前的反常活動,暗示著它受到的重力壓力極為強烈,這可能是由附近的緊湊伴星如黑洞所造成的。

加利亞諾進一步指出,這一發現強調了研究巨星在生命最後階段如何與伴星相互作用的重要性。雖然早已知曉大多數巨星存在於雙星系統中,但在爆炸前不久直接證據表明伴星之間的質量交換實在是極為罕見的。如今,SN 2023zkd 提供了一個難得的視角,使天文學家能夠深入理解這些近距離相互作用如何塑造恆星的劇烈死亡。這對於未來的研究具有重要的意義,也為人類探索宇宙的奧秘增添了一筆新的財富。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。