每114天經歷一次大爆發!5.7億光年外的星系有怪事發生

天空之城 2021/01/19 檢舉 我要評論
 

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文/天空之城

 

據美國宇航局NASA報導,一支國際天文小組在宇宙中發現一個奇怪現象——大約每隔114天,一個遙遠星系中心就會上演一次大爆發,在多個波段產生明亮耀斑。這個引人注目的星系名為ESO 253-3,距離我們約5.7億光年。

「這是迄今為止在星系中心看到的最具預測性以及最頻繁重複的多波段耀斑,為我們詳細研究這個活躍星系提供了獨一無二的機會。我們認為,星系中心超大質量黑洞在蠶食環繞其運行的一顆巨大恒星時產生了爆發。」NASA研究員安娜·佩恩(Anna Payne)表示。

2021年1月12日,佩恩線上上舉行的美國天文學會第237次會議上,介紹了相關發現。

這起週期性爆發被命名為ASASSN-14ko,最初由超新星全天自動巡天(ASASSN)於2014年11月14日探測到,位置被鎖定在5。7億光年外的活躍星系ESO 253-3中。天文學家當時一度誤以為這就是一起超新星爆發。

直到六年後,佩恩在審查ASASSN的觀測資料時,才注意到星系ESO 253-3光變曲線的異常。佩恩驚喜地發現,ASASSN一共記錄到星系ESO 253-3爆發了17次極具規律的耀斑,兩兩間隔約114天。而且,每個耀斑大約五天內達到亮度峰值,然後逐漸變暗。

基於此,佩恩和同事們預測,該星系在2020年5月17日會再次爆發,於是利用地基和太空望遠鏡展開聯合觀測,其中包括利用NASA尼爾·格里爾斯·斯威夫特天文臺進行多波段測量。果不其然,爆發如約而至。再之後,研究小組預測並觀測到了2020年9月7日和12月20日的後續耀斑。

另外,他們還調取了NASA淩日系外行星巡天衛星的觀測資料,創建耀斑從2018年11月7日開始的精確時間線,詳細追蹤了耀斑出現、亮度上升至峰值以及亮度下降等情況。

在詳細分析了各大望遠鏡的觀測資料後,佩恩團隊對ASASSN-14ko提出了三種可能的解釋。

第一,星系ESO 253-3中心存在兩個超大質量黑洞,兩者的吸積盤間的相互作用催生了耀斑。最近的觀測表明,星系ESO 253-3中心確實存在兩個超大質量黑洞,但兩者相距較遠,無法產生如此高頻率重複的耀斑。

第二,一顆恒星沿著傾斜軌道穿越超大質量黑洞的吸積盤。在這種情況下,當恒星從黑洞吸積盤不同側穿過時,我們理應會看到不同形狀的耀斑,但我們記錄到的所有耀斑都具有相同形狀。

第三,也是可能性最大的情況——耀斑源自潮汐撕裂事件,即黑洞蠶食環繞其運轉的恒星。天文學家認為,星系ESO 253-3中心存在一個質量約為太陽7800萬倍的超大質量黑洞,一顆巨大恒星正環繞它運行。恒星軌道是橢圓的,每當運行到距離黑洞最近的位置時就會被吸食一部分(估計約木星質量三倍)物質,進而產生耀斑。

如果真如第三種情況所述,那麼週期性耀斑將隨著恒星物質的不斷消耗而停止。至於耀斑能延續到什麼時候,天文學家心裡也沒有數。佩恩團隊計畫繼續對預期中的耀斑展開觀測,最近兩次將於2021年4月和8月上演。

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