2018年,天文学家第一次捕捉到了一种奇异的宇宙信号。它在短短数天内完成从爆发到消退的全过程,全程保持着罕见的蓝色光芒。六年过去,人类只记录到14个这样的天体事件。这种被称为"高亮度快速蓝色光学瞬变"(LFBOT)的现象,至今仍是天文学界最棘手的谜题之一。

现在,一个研究小组提出了新的解释:这些爆炸可能源于黑洞或中子星,撞上了宇宙中最炽热的恒星——沃尔夫-拉叶星。

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这项研究的负责人、哈佛大学天体物理中心研究员安雅·纽金特向Space.com表示,LFBOT的稀有性和独特的光变曲线,使其前身天体一直难以确定。"这类天体显然代表着一种独特的天体物理现象,但具体成因一直悬而未决。"

科学界此前并非没有尝试。大质量恒星的核心坍缩超新星爆发、超大质量黑洞撕裂恒星的潮汐瓦解事件,都曾被纳入候选解释。但研究团队通过分析LFBOT所在的宿主星系及周边环境,发现这些假说与实际情况存在明显矛盾。LFBOT所处的宇宙环境,既不符合部分超新星模型的推演,也与潮汐瓦解事件的常规诞生环境不相符。

纽金特团队的注意力转向了一种特殊的双星系统。在这个模型中,两颗大质量恒星最初相伴而行。其中一颗逐渐剥离另一颗的恒星物质,被剥离的恒星演化为沃尔夫-拉叶星——一种外层氢包层被剥离、仅遗留氦核的极端天体。随后,"供体恒星"发生核心坍缩超新星爆发,坍缩成黑洞或中子星。最终,这颗致密残骸与沃尔夫-拉叶星发生碰撞并合,引发LFBOT爆炸。

这一模型的关键在于距离:致密天体与伴星既要足够接近以剥离氢壳层,又不能近到彻底摧毁对方。经过数百年至数千年的物质吸积,黑洞或中子星坠入恒星内核,释放出耀眼的宇宙辐射。

纽金特解释,这种并合现象的稀有程度恰好与LFBOT的观测频率匹配,"并非罕见到完全不可能发生"。同时,该模型也解答了另一个长期困扰学界的疑点:为何LFBOT似乎很少出现在恒星密集区域。

她的团队指出,当双星系统中第一颗恒星坍缩形成黑洞或中子星时,会产生一股反冲推力,将整个系统推离恒星密集的形成区。这解释了为何LFBOT往往偏离宿主星系中心,诞生在恒星稀疏的区域。

相比之下,潮汐瓦解事件和超新星模型难以解释LFBOT的多个观测特征。例如,这类天体诞生于致密的星周环境——恒星周围环绕着松散的星际物质,大概率是其前身恒星早年抛射物质所形成。"潮汐瓦解事件模型乃至部分超新星模型,都很难对此作出合理解释。"纽金特说。

研究团队认为,LFBOT拥有完全独立的形成机制。中子星或黑洞撞击沃尔夫-拉叶星的假说,目前最契合该天体所有已观测到的特征。

不过,验证这一模型还需要更多样本。纽金特将希望寄托于薇拉·鲁宾天文台及其刚刚启动的时空遗产巡天项目(LSST)。这项为期十年的巡天计划,有望探测到宇宙更遥远区域更暗淡的LFBOT,扩充已知天体样本,并帮助研究者探究这类天体及其前身天体随宇宙时间的演化规律。

该团队的研究成果预印本已发布在学术预印本平台arXiv上,尚未经过同行评审。