

人类可能会害怕核弹,但在宇宙的威力面前,它根本不值一提。以伽马射线暴为例:那是一种由垂死巨星爆发出的耀眼的光和辐射。今年早些时候,天文学家探测到一个被他们标记为“有史以来最亮”的伽马射线暴。
然而,伽马射线暴仅仅是一颗恒星的爆炸。当涉及的质量更大时,宇宙会引发更大的爆炸。在一篇于5月11日发表在《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上的论文中,天文学家宣布了一项他们称之为“有史以来能量最大的天文事件”。
这场仍在持续的事件虽然不像伽马射线暴那样明亮,但持续时间更长,释放了更多能量到宇宙中。尽管这场名为AT2021lwx的爆炸事件难以解释,但发现它的天文学家提出了一个涉及“幸运”黑洞的设想。如果他们的设想是正确的,他们的望远镜可能以前就观测到过类似事件不止一次。
颇具讽刺意味的是,这场“有史以来最大的爆炸”却让天文学家们几乎一年都没有发现。位于加利福尼亚州圣迭戈东北部山区的帕洛玛天文台的塞缪尔·奥辛望远镜在2020年6月首次探测到一个亮度的微弱闪光。但正如天文学领域经常发生的那样,由于来自持续活跃的夜空海量的数据,这个事件一直未被注意到。
直到2021年4月,一个名为Lasair的自动化系统才将AT2021lwx提请人类天文学家注意。那时,天空中这个微弱的闪光已经持续了300多天,并且一直在稳定地变亮。虽然这个闪光很特别,但天文学家并没有太在意,直到他们通过计算事件的距离来估算其亮度:80亿光年。
“突然之间,我们就意识到:‘等等,这真是非常、非常不寻常的事情,’”该研究的作者、英国南安普敦大学的天文学家菲利普·怀斯曼(Philip Wiseman)说。
“在如此短的时间内,我从未见过任何东西亮度会发生变化并变得如此明亮,”达特茅斯学院的黑洞天体物理学家、非该论文作者的托尼玛·阿南纳(Tonima Ananna)说。
起初,作者们不明白AT2021lwx是什么。他们询问了同事。一些人认为这是潮汐瓦解事件,即黑洞会猛烈撕裂一颗被捕获的恒星。但这个事件比任何已知的恒星吞噬事件都要明亮得多。另一些人认为这是一个类星体,一个拥有活跃核心的年轻星系:一个超大质量黑洞喷射出明亮的辐射射流。但该事件亮度增加了一百倍,远超天文学家在类星体中见过的任何情况。
“潮汐瓦解理论的支持者说:‘不,我不认为这是我们研究的。’类星体理论的支持者说:‘不,我不认为这是我们研究的。’这时你就不得不提出一个新的设想了,”怀斯曼说。
他们的新设想也涉及黑洞:一个超大质量黑洞,质量是太阳的数百万倍,位于一个星系的中心。通常,超大质量黑洞周围会有一个吸积盘,被巨大的引力吸引。一些超大质量黑洞,如类星体中的黑洞,会积极吞噬气体;它们在吞噬的同时会发光。另一些,如银河系中心的黑洞,则是休眠的、安静的、黑暗的。
“潮汐瓦解理论的支持者说:‘不,我不认为这是我们研究的。’类星体理论的支持者说:‘不,我不认为这是我们研究的。’这时你就不得不提出一个新的设想了。”
菲利普·怀斯曼,南安普敦大学天文学家
怀斯曼及其同事认为,一个休眠的黑洞可能突然发现自己被大量气体淹没——潜在质量相当于太阳数千倍。黑洞会以辉煌地觉醒来回应其新发现的盛宴,其亮度将远超即使是活跃的黑洞。
怀斯曼及其同事认为,正是这种馈赠触发了AT2021lwx,导致一个休眠的超大质量黑洞点亮了夜空。
“我认为他们提出了一个令人信服的理由,表明这是一个超大质量黑洞……突然被‘激活’了,”阿南纳说。
天文学家可能以前就见过像AT2021lwx这样的吸积事件。怀斯曼及其同事仔细研究了过去的观测数据,在浩瀚的天文数据中发现了多个与此次创纪录事件相似的“金针”。虽然它们没有一个接近此次事件的亮度,但它们的光度增长模式也相似。这些事件发生在已知中心有黑洞的星系中,这些星系正被落入的气体流“冲刷”。
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“有可能(这次创纪录的事件)是同一类事件,只是倾泻而下的气体量要大得多、大得多、大得多,”怀斯曼说。
怀斯曼及其同事计划通过计算机模拟来验证他们的想法。通过这样做,他们可以了解吸积事件是否可能导致了这次创纪录的爆炸以及他们发现的其他明亮模式。
与此同时,他们正计划追寻他们找到的线索。AT2021lwx的亮度已经达到峰值并开始稳步下降。他们已经开始监测该天体的X射线辐射,并计划用无线电波进行后续观测。一旦该天体变得黑暗,他们计划使用哈勃太空望远镜等设备进行放大观测,以确定爆发背后是否有星系——以及它是什么样子。
需要更多观测的事实表明,天文学家对宇宙中一些最极端事件仍有许多未解之谜。
“也许已经有一些比这更大、更亮的东西存在,但因为它们太慢了,我们的探测算法从未将它们标记为爆炸本身——它们就这样被遗忘了,”怀斯曼说。