太空闪光被揭示为黑洞喷出 1,000 万亿个太阳的光

尽管这样的闪光对科学家来说并不是什么新鲜事物——天文学家之前已经看到大量这些微光从深空爆发——但这个特殊的闪光存在于它自己的联盟中。它从大约 85 亿光年外发出，发出的光似乎超过 1,000 万亿个太阳的总和。人类的头脑几乎无法理解这样的数量，更不用说如此数量的……太阳了。自从这个闪光的惊人发现以来，世界各地的科学家们开始尝试破译在哪里、为什么甚至如何令人眼花缭乱的事件可能已经发生。周三发表在《自然》(Nature) 和《自然天文学》(Nature Astronomy) 杂志上的两篇论文得出的结论是，兹威基 (Zwicky) 接收到独特的极端“潮汐中断事件”或 TDE 的信号。换句话说，这些研究背后的团队认为闪光来自超大质量黑洞内部溢出的物质射流，以超音速行进并直接指向我们的星球。“我们发现喷射速度是光速的 99.99%，”麻省理工学院卡夫利天体物理与空间研究所研究员、发表在《自然天文学》上的该研究的合著者 Matteo Lucchini 在一份声明中说。当黑洞先驱约翰·惠勒在 1971 年提出 TDE-jet 组合的想法时，他将其描述为“一管牙膏紧紧抓住中间”，导致它“从两端喷出物质”。只有大约 1% 的 TDE 会产生这些超快或相对论的等离子体和辐射射流，从它的两极喷出。如果该团队关于它的存在是正确的，这架喷气式飞机将代表有史以来检测到的最远的潮汐中断事件。但它特别引人注目的是它的亮度。那是因为物体越亮，就越容易从中收集信息。全世界共有 21 台望远镜收集了喷气式飞机的各种类型的光（从无线电波到高能伽马射线）的观测数据。然后将所有这些信息与从中子星到千新星的已知宇宙事件的数据进行比较，但提供可靠匹配的唯一可能性是喷射的 TDE 正对着我们。为此，研究人员认为，从我们在地球上的有利位置来看，它显得异常明亮，原因有二。首先，喷气机所在的黑洞很可能正在吞噬附近的一颗恒星，从而在盛宴期间释放出大量能量并发出大量光。正如麻省理工学院的研究合著者 Dheeraj“DJ”Pasham 所说，这架飞机非常活跃，处于“过度进食狂潮”。“它可能以每年一半太阳质量的速度吞噬这颗恒星，”帕沙姆在一份声明中说。“很多这种潮汐破坏发生在早期，我们能够在一开始就捕捉到这一事件，在黑洞开始以恒星为食的一周内。” 但其次——在我们看来也是最令人着迷的——是由于一种叫做“多普勒增强”的效应。

什么是多普勒增强？

基本上，多普勒效应指的是声波、光波和任何其他类型的波在使这些波朝向或远离您传播时发生的变化。想一想当汽车爆破音乐从您家驶过时会发生什么。随着距离越来越远，声音不仅变得不那么明显，而且音调经常发生变化。这是因为声波有点伸展，使您的大脑将它们识别为较低的音调。多普勒效应也发生在光波上——天文学家在谈论远离我们星球的明亮星系和恒星时，通常将其称为红移。

当这些物品移得更远时，它们发出的光波会伸展开来，从较紧的蓝色光波变成较松弛的红色光波。最终，它们甚至会进入人眼和标准光学仪器都看不见的红外线水域——这就是为什么美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜如此重要。它可以捕获存在于深邃黑暗宇宙中的那些超级拉伸的波长。但在 AT 2022cmc 的相对论射流的情况下，光线正向我们移动，因此它不会随着距离的增加而变得更红或更柔和。当它的光子靠近我们的望远镜时，它变得越来越发光，并且由于它们以几乎与光速相匹配的能量喷出而进一步增强。丹麦 DTU Space 的天文学家 Giorgos Leloudas 说：“由于相对论喷流指向我们，它使事件比其他情况下看起来更亮，并且在更广泛的电磁频谱范围内可见。”研究自然。通常，像这样异常明亮的光爆发往往源于所谓的伽马射线暴。伽马射线暴也是壮观的喷流，尽管它是由大质量恒星在其恒星体坍塌时喷出的 X 射线组成的。由于它们闪闪发光的性质，这些现象往往会出现在天文学名人堂。事实上，上个月，科学家们对来自约 24 亿光年外宇宙的强大伽马射线暴感到震惊。它的字面意思是 BOAT——有史以来最亮的。

但AT 2022cmc，经过进一步推测，绝对不是伽马暴。“这一特殊事件比最强大的伽马射线暴余辉强 100 倍，”Pasham 说。“这是非同寻常的事情。” 你瞧，经过数周的数据挖掘和使用 X 射线、射电、光学和紫外线望远镜进行的所有天文观测停止后，该团队得出结论，AT 2022cmc 一定来自黑洞的磁碎片漩涡。它一定是潮汐中断事件，受多普勒效应影响。如果是这样，这将是有史以来发现的第四个多普勒增强 TDE，也是自 2011 年以来发现的第一个多普勒增强事件。这也是第一个使用光学巡天发现的 TDE。科学家们还能够利用 AT 2022cmc 的全光谱观测来帮助确定它的温度和距离。“我们的光谱告诉我们，源很热：大约 30,000 度，这对于 TDE 来说是典型的，”伯明翰大学副教授马特尼科尔说。“但我们也看到发生这一事件的星系吸收了一些光。这些吸收线向更红的波长高度移动，告诉我们这个星系比我们预期的要远得多。” 值得注意的是，这个遥远星系的中心尚不可见，因为它被 AT 2022cmc 的亮度冲淡了，但当它最终变暗时，詹姆斯·韦伯望远镜可能会观测到源星系。与此同时，研究人员将继续扫描天空，寻找奇特且知之甚少的喷射式 TDE。“我们预计未来会有更多这样的 TDE，”Lucchini 说。“然后我们也许可以说，最后，黑洞究竟是如何发射这些极其强大的喷流的。”