宇宙深处,一种名为“高亮度快速蓝色光学瞬变”(LFBOT)的神秘爆炸现象,长期吸引着天文学家的目光。这类爆炸能量极强,呈现明亮的蓝色,自2018年首次被观测到以来,仅发现14例,其成因一直是天文学界的未解之谜。如今,一项新研究或许为解开这一谜团提供了关键线索。
LFBOT的独特之处不仅在于其罕见性,更在于其极快的演化速度和独特的颜色特征。与其他宇宙瞬变爆炸相比,LFBOT在短短数天内就能完成从亮度峰值到衰减的全过程,且在整个演化过程中始终呈现蓝色,表明其内部温度始终保持极高水平。这种特性使得科学家们对其成因充满好奇,并提出了多种理论模型进行解释。
此前,学界对LFBOT的潜在起源提出了多种假说,包括大质量恒星的核心坍缩超新星爆发,以及超大质量黑洞撕裂并吞噬恒星的极端潮汐瓦解事件等。然而,这些假说均无法完全解释LFBOT的所有观测特征。为彻底厘清真相,新研究的科研团队对LFBOT所在的宿主星系及周边环境进行了深入分析。
研究团队发现,LFBOT所处的宇宙环境与部分超新星爆发模型和潮汐瓦解事件的常规诞生环境存在显著差异。这促使他们将目光转向另一种可能性:致密恒星残骸(如黑洞或中子星)与宇宙中温度极高的大质量恒星——沃尔夫-拉叶星发生碰撞。
沃尔夫-拉叶星是一类外层氢包层被剥离后的大质量恒星遗留氦核,其内部温度极高。研究团队负责人安雅·纽金特解释道,致密天体与沃尔夫-拉叶星的并合模型能够完美契合LFBOT的所有瞬变特征与环境特征。这类天体更易诞生在恒星形成活跃、整体质量偏小的星系中,而核心坍缩超新星则往往出现在恒星分布密集的大质量星系里。
纽金特进一步介绍,双星系统在宇宙中十分普遍,但能引发LFBOT现象的双星系统需要满足严苛条件。两颗恒星既不能在演化初期过早合并,又要彼此距离足够近,最终能够发生碰撞并合。在团队提出的双星并合模型中,致密天体与恒星伴星距离适中,既能剥离其外层氢壳层,又不会将恒星彻底摧毁。历经数百年至数千年后,不断吸积物质的黑洞或中子星会坠入恒星内核并将其摧毁,进而释放出耀眼的宇宙辐射。
研究团队还从理论层面解释了为何LFBOT极少诞生在恒星密集区域。纽金特表示,双星系统中第一颗恒星坍缩形成黑洞或中子星时,会给整个双星系统产生一股反冲推力,将系统推离恒星密集的形成区,去往星系中恒星分布更为稀疏的区域。这也解释了为何LFBOT往往偏离宿主星系中心,诞生在恒星稀少的区域。
相较于潮汐瓦解事件和超新星模型,研究团队更倾向于恒星残骸撞击沃尔夫-拉叶星这一起源模型。纽金特指出,LFBOT诞生于致密的星周环境,恒星周围环绕着松散的星际物质,这大概率是其前身恒星早年抛射物质所形成的。而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-拉叶星的假说完美契合了该天体所有已观测到的特征。然而,她也坦言,想要严谨验证这一起源模型,还需要天文学家发现更多LFBOT。她期待薇拉·鲁宾天文台及其刚刚启动的时空遗产巡天项目(LSST)能在这类天体的探测工作中发挥关键作用,探测到宇宙更遥远区域更暗淡的LFBOT,从而扩充已知天体样本,帮助科学家们探究这类天体及其前身天体随宇宙时间的演化规律。
据悉,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。











