在我们许多人享受完独立日烟火秀的几周后，夏威夷“小行星陆地撞击预警系统 (ATLAS)”的科学家们被另一种光秀吸引住了：一种被称为 AT2018cow 的天体，或者 简称“牛”。它凭空出现，并在几周内引起了极大的关注，然后又迅速消失得无影无踪。
这个“牛”到底是什么？天文学家们花了过去六个月来寻找答案，并且，正如在周四发表于《天体物理学杂志》的一项 新研究 中所报道的那样，我们现在对这个神秘现象的真实身份有了更清晰的认识。但问题是，它仍然是一个谜。
“牛”被称作瞬变天文事件，即一个天体或现象的持续时间极短（从几秒到几年不等，听起来范围很广——但在宇宙尺度上，任何少于几百万年的时间都只是一眨眼的功夫）。当这个巨大的明亮闪光首次被发现时，没有人知道该如何解释。
“当时，根据已有的信息，我们知道有一个力量，并且它是一个明亮的闪光，但尚不清楚其源头是否在我们自己的星系内，”西北大学的天文学家 Raffaella Margutti 说，她是详细介绍这一发现的新论文的首席作者。另一个研究团队能够证实“牛”并非属于我们自己的星系——它出现在 CGCG 137-068 星系中，该星系距离地球 2 亿光年，位于武仙座。从那时起，天文学家们就确信他们偶然发现了迄今为止发现的离我们最近的此类瞬变天体。
起初，许多人怀疑“牛”是一颗超新星，但其光度超出了预期——比预期的亮 10 到 100 倍，这将使其成为有记录以来最亮的超新星之一。它还以十分之一光速的速度喷射粒子，这远远超过了爆炸恒星的能力。而且，在科学家们观测它的过程中，它非常迅速地达到了峰值亮度，并在最初观测开始后不到两周就开始衰减。
Margutti 和她的团队知道他们正在目睹一些前所未见的东西。她开始联系世界各地的其他人，并着手准备使用各种仪器观测“牛”，并在整个电磁频谱上收集测量数据，从 X 射线、硬 X 射线（比前者强 10 倍）、无线电波到伽马射线，以评估“牛”在亮度开始衰减后很长一段时间内的余波。这些仪器包括美国宇航局的 NuSTAR 和 Swift 任务、夏威夷的亚毫米波阵列 (SMA) 和智利的阿塔卡马大型毫米波阵列 (ALMA)，以及夏威夷茂纳凯亚的 W. M. Keck 天文台。
这种整体性的方法被证明是这次调查的关键。例如，初步分析表明，“牛”是黑洞对恒星的扰动，而黑洞具有固定的、特定的大小。这种解释是合理的——除了物体发出的无线电波显示该空间在一个非常浓密且密集的区域中膨胀，这与人们对具有固定大小的黑洞周围环境的预期不符。
硬 X 射线观测真正让研究团队兴奋起来。Margutti 和她的团队注意到该天体发出了极其明亮的硬 X 射线，这完全出乎意料。“我们的第一个解释是我们做错了什么，我们必须回去找出问题所在，”Margutti 说。但其他仪器正在验证这些测量结果。研究极其致密天体的研究人员通常不会观察到这种特征。
然而，这是天文学家在研究引力作用下吸积周围气态和固态物质的黑洞时通常会观察到的特征。与其他专家交流后，该团队开始考虑“牛”实际上是一个新生的致密天体的可能性。
实际上，Margutti 和其他同事现在相信“牛”事件是黑洞或中子星的诞生。这将是历史上科学家们第一次亲眼目睹此类事件的发生过程。这很可能是一个黑洞——因为该天体似乎正在吸引其周围的物质并辐射能量——但科学家们并未排除一个具有强大磁场的中子星可能驱动这一过程的可能性。平心而论，研究团队也并未完全排除“牛”实际上只是一种极其独特且强大的超新星类型的可能性。
为什么这个谜团仍然存在？“牛”太亮了，无法深入观察。在“牛”瞬变天体完全消失后，团队或许有机会对余波进行后续观测，并弄清楚其来源可能是什么。
所有关于“牛”的研究都应该能极大地帮助科学家们更好地理解黑洞和中子星等天体是如何在宇宙中产生的。“这意味着我们有效地有了一个新的窗口来研究这些天体的形成，”Margutti 说。“这是一个我们以前无法获得的窗口。”
除此之外，这些发现也是 多信使天文学 发展过程中的重要一步：这是一种强调通过多种信号观测天体和现象的空间研究方法，以更全面地描绘这些天体的行为方式。例如，我们能够通过检测引力波来探测黑洞合并，这要归功于 LIGO 等项目，但展望未来，也应该能够通过电磁辐射和宇宙射线来研究这些天体。“我一直是多波段瞬变事件观测的坚定倡导者，”Margutti 说。“我认为这在未来将越来越重要，”尤其随着技术在收集此类数据方面变得更加精确和优化。
目前，该团队正在密切关注“牛”，并等待它进一步变暗。他们正在为未来几个月内的另一轮观测做准备，同时也在寻找和描述其他类似“牛”的事件。似乎宇宙空间中散布着相当大数量的这些“恒星动物”，而我们现在对如何正确地观测和描述它们有了更好的认识。“这些瞬变事件虽然罕见，但并不像我们曾经预期的那么罕见，”Margutti 说。“而且现在我们知道如何找到它们了。”看来我们正在搜寻一群在宇宙中游荡的宇宙牛。
