在观测一个距离千万光年远的螺旋星系时,科学家忽见该星系于短短 10 天内闪现极其明亮的绿色光源,并且 10 天之后又消失无踪,有如宇宙烟花,经分析确认为极其罕见的超亮 X 射线源。科学家表示,案发现场可能是一个黑洞摧毁了一颗小恒星,也有可能是中子星。
超亮 X 射线源(ultraluminous x-ray source,ULX)是宇宙中极其罕见的光源,大多数 ULX 都会持续发光,因为它们可能是由一个密集物体(比如黑洞)产生,通常一个星系含有 1 个 ULX,但也有些星系包含不只 1 个,比如新研究中,加州理工学院团于 2017 年观察的 NGC 6946 螺旋星系;至于银河系,科学家还没找出我们家园的 ULX 藏在哪里。
而在爱丁顿光度中,ULX 的光度通常超过中子星甚至恒星黑洞,目前科学家还不清楚 ULX 的动力机制,一些模型认为可能来自中介质量黑洞。
2017 年时,NASA 的核光谱望远镜阵列(NuSTAR)将镜头指向 NGC 6946 星系──著名的焰火星系(Fireworks Galaxy),科学家原本想研究星系中的超新星(首图中亮蓝光点),在第一次观测期间,NuSTAR 还没有发现首图中左下的绿色光点,然而 10 天之后 NuSTAR 再度观察,却发现星系突然出现明亮绿光。
更奇妙的是,10 天之后换 NASA 钱卓拉 X 射线天文台投入观测,结果这道绿光已然消失无踪,经分析确认是超亮 X 射线源,研究人员命名为 ULX-4。如此明亮的光源在短短 10 天内突然闪现,已不是常见的天文事件,而它又在短短 10 天后便消失,那就更加罕见了。
研究人员首先排除了超新星的可能性,因为望远镜并没有检测到可见光,新研究主要作者、加州理工学院天体物理学家 Hannah Earnshaw 指出, ULX-4 更可能是一个黑洞迅速撕碎一颗小恒星,残骸进入吸积盘高速围绕黑洞旋转,过程中物质被加热到数百万度而发出 X 射线。
不过 ULX-4 可能不是单一事件,所以也有源自中子星的可能性。中子星磁场非常强大,以至于能产生“吸积柱”,可像黑洞一样吸收物质并形成一个快速旋转的圆盘,该过程也会辐射超亮 X 射线源(虽然和黑洞产生 ULX 的机制不太相同);加上如果中子星的旋转速度特别快,磁场就会形成一道屏障,阻止恒星成为明亮且持续的 X 射线源,这也就能解释为何 ULX-4 突然出现和消失。
幸运的是,假如光源起点是中子星,那么 ULX 闪光势必在未来某个时刻再度出现,天文学家只要多留意这个爆发现场就能加以验证。新论文发表在《天文物理期刊》(Astrophysical Journal)。
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(首图来源:NASA)