2018年,全世界的天文學家都在盯著他們望遠鏡上的一個奇怪的訊號--在虛無的太空中出現的耀眼藍色閃光。它看起來像一個恆星爆炸,但它的亮度卻莫名其妙地高出幾個數量級。它不符合任何已知的超新星類別。很快,這個閃光點將在宇宙之謎的牆上贏得它的位置。
它將被稱為AT2018cow,或簡單地說--the cow(牛)。
時間快進到現在。MIT的一個研究小組最終拼湊出“牛”的謎題,它遠遠超出了恆星爆炸或超新星。他們指出,在約2億光年之外,一顆恆星的坍縮產生了一個巨大的緊湊物體,或換句話說,一個相對較小的天體具有巨大的質量。
那麼它會是什麼呢?一個黑洞會立即醒來,吸食任何和所有不幸走得太近的物質,又或者是一箇中子星,它擁有非常高的密集度,其一湯匙就相當於珠穆朗瑪峰的重量。
“通常,我不敢說‘第一次’,”Dheeraj"DJ"Pasham說道,“但我真的認為這是第一次有直接的確認,可以說,一顆恆星死亡,然後你可以立即看到嬰兒緊湊天體。”Pasham是MIT Kavli天體物理學和空間研究所的研究科學家,也是週一發表在《Nature Astronmoy》上關於這一發現的論文的第一作者。
推斷the cow的情況
讓我們先把事情弄清楚。為什麼它被稱為the cow?--這只是一個偶然性,源於一個標準的天文命名系統。The cow被稱為“天文瞬態(astronomical transient)”,因為它具有強烈而短暫的性質。第一個天文瞬態被稱為aaa,而這個字母系統在這個奇怪的閃光進入我們的星系怪圈的那一刻不知不覺地落在了cow身上。
除了偶然發現的快樂之外,找到the cow的來源的關鍵在於閃光本身。“它有X射線,這對超新星來說是極其不尋常的,”Pasham說道。在仔細研究NASA中子星內部組成探測器收集的成堆資料後,Pasham和其他研究人員看到,那些X射線的行為方式具有緊湊天體的特徵。
研究小組發現每個X射線爆發發生的頻率為225赫茲,或在60天內每4.4毫秒一次。Pasham指出“這真的很快。在此基礎上,你可以把這個時間尺度乘以光速,得到這個區域內所包含的絕對最大尺寸--(最終)你得到一個引發這些脈衝的天體的最大尺寸。”
他發現,這一尺寸必須小於約1000公里寬。但值得注意的是,一顆超新星引起了創造這些X射線脈衝的任何東西,這意味著死亡恆星的物質被限制在這個微小的空間裡。
那麼什麼東西在一個小空間裡有大量的物質?--一個黑洞或中子星。
一個瘋狂的主張變成了科學真理
自從第一次看到the cow以來,天文學家們提出了各種方案來解釋它的存在。其中一個比較“合理”的結論是,一箇中等大小的黑洞吞噬了一顆恆星。“這有點令人驚喜,”Pasham在談到發現不太可能,但更有趣的選項時稱,這就是答案。
在重新審視資料並覆蓋了所能覆蓋的每一條軌道之後,Pasham開始覺得是時候讓世界瞭解the cow的獨特來源了。
他表示,下一步是確定這個新生天體是一個黑洞還是一箇中子星。要做到這一點,他需要確定中子星的確切週期。週期是指該天體進行一次旋轉週期所需的時間。
而關於複雜的計算,Pasham目前的專案也相當令人印象深刻。他稱,該團隊研究的X射線光子,總共有約10萬個。雖然這可能看起來是一個很大的工作數字,但事實並非如此。“為了給你一個概念,你在房間裡開啟的燈泡每秒會發出大約10^21個光子--在這裡,我們有一個光源,(每秒)發出兩個光子。”
另外,他還補充道:“看到我們可以透過每秒兩到三次的計數來了解宇宙,這真的很有趣。”