它在一片遥远旋涡星系的旋臂上闪耀而现。它比周围的恒星更明亮,在天空中绽放了2.2天后达到峰值,引人注目。随后,它便消失了,逐渐黯淡到背景之中,即便研究人员争分夺秒地用更多的望远镜对准这一短暂的事件。
这比典型的超新星爆发快得多,典型的超新星爆发往往在恒星生命走到最后阶段时会逐渐增强并消退,如同持续数月的宇宙烟火秀。天文学家过去曾注意到大约十几起类似的事件,它们属于一类独特的恒星现象:快速演化、明亮的暂现星,或称FELTs。
没人确定它们到底是什么。一颗试图超新星爆发但失败的恒星会很快,但也会暗得多。伽马射线暴的余辉?有可能,但伽马射线暴很少见,而且这个现象并不完全符合。 两颗中子星相撞?也太暗了。是由 黑洞 吞噬周围物质驱动的 某种东西?有可能,但要让这一场景符合数据需要进行很多推测,因此可能性不大。
然后,在2015年, 开普勒太空望远镜 在一个遥远星系的旋臂上发现了这起最新的FELT。它每30分钟拍摄一张该天空区域的照片,提供了比以往任何时候都更详细的FELT快速上升和下降的视图。
科学家在本周的《自然天文学》 研究报告 中发表了这些观测结果,并认为他们可能至少了解了该现象的部分机制。它是一次超新星爆发,但它在爆发前隐藏在气体茧中数天,然后才显现出来——一只耀眼、短暂的蝴蝶。
引力科学研究所的天文学家、该论文的首席作者Armin Rest解释说,这颗恒星可能在其核心爆发前几个月到一年就抛出了其气态外壳。
Rest说:“被抛出的外壳通常是氢和氦等较轻的元素。它也相对较冷。超新星爆发的喷射物更多来自恒星的核心——它已经富含重元素。然后超新星爆发会产生更多的重元素,并将其加热到数万开尔文。”
Rest解释说,最终,你会发现非常快速且非常热的重元素撞击相对较冷且较轻的元素。碰撞剧烈而突然,就像汽车撞墙一样。光和热迅速喷射到太空中,然后迅速衰减,恒星这辆车的能量在碰撞后很快就耗尽了。
这一场景与Rest观察到的光变曲线非常吻合。最初的气体云隐藏了超新星爆发的光,所以当恒星爆发的物质最终遇到其气态茧的外壳时,望远镜捕捉到一道突然的光芒。但此时恒星已经没有多少剩余物质了,所以它迅速地从视野中消失。
这使得Rest这样的天文学家没有多少时间用缓慢的地面望远镜对准这一事件。由于开普勒望远镜的当前要求,太空望远镜上看到的天体每天只在地球上可见几个小时。
天文学家设法在超新星爆发达到峰值时获得了一张高质量的照片,但第二晚当他们回去再看时,多云的天空影响了他们的视线。“我们下次获得图像已经是14天后了,如果你看14天后的光变曲线,它几乎已经消失了,”Rest说。
这是研究FELTs的风险之一。关于它们是如何形成的,仍然有许多未解之谜,而且时间窗口非常狭窄。研究人员仍在试图弄清楚究竟是什么可能导致恒星最初喷发出气体。这些事件背后的机制仍然难以捉摸,但像这样的观测可以帮助我们确定它们。
Rest说:“这次事件的美妙之处在于,我们有这非常出色的光变曲线,这使我们能够创建一个模拟,理论模型,并预测我们将看到什么样的光变曲线。”
他和他的同事与伯克利的合作者一起创建了这些模拟。“现在我们可以限制外壳的类型。它离恒星有多远?外壳有多厚?外壳中有多少质量?拥有这些参数可以让我们说,‘好的,无论发生了什么事件,它都必须产生这样的光变曲线。’未来这将有助于我们确定导致外壳被抛出的‘喷发’或爆发。”
天文学家将继续寻找类似的事件,尽可能长时间地使用开普勒望远镜, 直到燃料耗尽,然后是下一代太空望远镜 TESS。他们只需要关注稳定的恒星和星系,并在其中一个爆炸事件恰好与他们的视场相交时立即采取行动——并祈祷天气晴朗。他们只会获得天文意义上的短暂一瞬,然后它就会永远消失。别眨眼。