天文学家可能知道“母牛”的起源，这是一次神秘而强大的宇宙爆炸

一场神秘的恒星爆炸为科学家们提供了一扇窗户，让他们了解某些巨大、短暂的超新星的来源。

此次爆炸被程序命名为 AT2018cow，也被亲切地称为“母牛”。它在 2018 年 6 月像超新星一样闪烁。但它的持续时间比普通超新星短得多，并且发出不同颜色的光，这就是天文学家所说的“快速蓝光瞬变”。

此类事件转瞬即逝，因此很容易被忽略。典型的超新星会持续一两个月，然后在接下来的几个月里逐渐消退，而这些天体“在不到一周的时间内升起”并“在不到一个月的时间内消失”，麻省理工学院天体物理学家、本周发表在《自然天文学》杂志上的一项关于“牛”的新研究的负责人 Dheeraj Pasham 说。大多数天文调查很难捕捉到这些快速爆炸，因为它们可能每月只会重新扫描夜空的同一区域一次——速度太慢，无法捕捉持续数周的事件。

但他说，望远镜技术的最新进展使得扫描速度大大加快——有时甚至可以每晚捕捉到同一片天空的多个视图。幸运的是，这颗“母牛”在“正确的时间被识别出来”，帕沙姆说。天文学家在它出现几天后就意识到了它的存在。世界各地的研究人员用各种精密的望远镜对准它，用可见光、紫外线、X 射线、无线电和其他光频对其进行研究。

“母牛”的亮度是典型恒星爆炸的 100 倍，是这些奇特超新星中最亮的一颗。在普通超新星中，恒星耗尽燃料，自身坍缩，然后爆发出巨大的爆炸。“母牛”和少数类似爆炸非常极端，科学家无法仅通过这些机制来解释它们。

帕沙姆说：“一定有某种额外的能量来源”来弥补这些超新星与标准超新星之间巨大的亮度差异。至于这种额外的能量来自哪里，人们有多种想法。

一种可能性与标准超新星相差无几，即恒星核心坍缩并形成一颗具有强磁场的旋转中子星，称为磁星。这颗磁星的快速旋转可能将能量转移到天文学家观察到的巨大爆炸中。

类似地，恒星的核心可能形成一个黑洞，导致恒星的外层落入其中，这也会释放出大量能量，这可能解释了更大规模的爆炸。

过去也有人提出过其他假设，比如两颗白矮星相撞，或者黑洞以其巨大的引力撕裂一颗白矮星。但英国卡迪夫大学研究超新星的天体物理学家科西莫·因塞拉 (Cosimo Inserra) 表示，帕沙姆的团队似乎已经排除了与中子星或黑洞无关的原因，他没有参与这项研究。

Inserra 表示，“目前还没有确凿的证据”可以揭示到底发生了什么，但对 X 射线信号的研究“非常彻底”，排除了许多可能的解释。他说，目前，对“母牛”事件的所有可能解释似乎都存在一些问题。对于中子星的解释，他说 X 射线信号应该在 60 天内减慢，但事实并非如此。他说，黑洞可能如此稳定，但之前从未观察到过这样的行为。

因塞拉表示，致密物体（即黑洞或中子星）的能量加上另一个未知因素可能导致爆炸。例如，恒星可能被一层物质所包围。一旦恒星爆炸，其残余物就会穿过云层，产生更大的闪光。或者爆炸的恒星可能与另一个物体在轨道上运行，从而加剧爆炸。

Pasham 和他的同事表示，根据他们使用 NASA 的中子星内部成分探测器 (NICER)（国际空间站上的一种仪器）对爆炸的 X 射线进行的测量，他们确信爆炸涉及一个黑洞或中子星。Pasham 指出，目前没有其他工具能够足够快地获取数据以捕捉这种 X 射线信号。

帕沙姆说，这项研究与之前的几项研究相结合，提供了“确凿的证据，证明它确实是一个致密物体”。

母牛的 X 射线亮度会随着时间而变化，时亮时暗，周期为 4.4 毫秒。在 Pasham 看来，这似乎是物质正紧密围绕“新生”黑洞或一种称为磁星的中子星运行的迹象，物质每次完成快速轨道运行都会发出 X 射线。

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目前，研究团队无法确定他们观察到的周期是由黑洞还是磁星引起的。Pasham 表示，要做到这一点需要“大量的计算能力”，而这正是该团队目前正在寻找的。

随着未来有如此多的巡天计划，帕沙姆相信天文学家将发现更多这样的天体。“这，”他说，“仅仅是个开始。”