恒星试图吞噬黑洞可能引发了新型超新星

2023 年，天文学家记录了他们见过的最非凡的太空爆炸之一。

它发生在大约 7.5 亿光年外，于 7 月 7 日燃烧到茨威基瞬变设施的探测器中。起初，它看起来就像一颗普通的超新星——一颗恒星的爆炸性死亡——天文学家将其命名为 SN 2023zkd。

六个月后，对宇宙异常的搜索表明这次爆炸有点奇怪。回顾自最初发现以来收集的数据，发现 SN 2023zkd 做了一些非常奇怪的事情：它再次变亮。

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一项新的分析提供了绝对的奇异解释：这一系列奇怪的事件可能是一颗巨星的结果试图吞下黑洞就像来自兰德·麦克纳利一样。

“我们的分析表明，这次爆炸是由与黑洞伴星的灾难性遭遇引发的，并且是迄今为止最有力的证据，表明这种密切的相互作用实际上可以引爆恒星，”美国国家科学基金会研究所的天文学家亚历山大·加利亚诺说人工智能和基本互动。

超新星可以通过多种方式发生。他们通常（但并非总是如此）涉及一颗大质量恒星的死亡或白矮星失控的热核爆炸。它们也相对常见，以每年有几百个可观察到的.

天文学家或多或少知道它们应该如何发挥作用：一道耀斑突然出现在现场，然后逐渐变暗，在接下来的几周和几个月里遵循一条相当可预测的曲线。

SN 2023zkd 的初步观测看起来相对典型;兹威基记录的耀斑表明超新星的早期阶段.然后在 2024 年 1 月，一个旨在在档案中查找异常事件的工具指出，值得再看一遍。

来自世界各地不同天文台的数据记录了典型的、渐弱的光变曲线。然后它发生了：在茨威基发现这一事件 240 天后，它再次变亮，几乎达到与最初的超新星相同的水平。

这不是大多数超新星所做的事情，因此加利亚诺和他的同事转向对天空该部分的档案观测，看看在茨威基探测之前是否有任何行为可以产生任何线索，使用机器学习以接收人类可能错过的信号。

他们发现，在爆炸前的四年多时间里，该物体一直在稳步变亮，并出现了一些奇怪的波动。这种长期行为并不典型即将爆炸的明星.

研究人员确定，最接近观测结果的场景涉及一颗巨大的垂死恒星和一个锁定在紧密轨道上的紧凑物体，例如黑洞。当它们在衰变的轨道上相互旋转时，这颗恒星减掉了大量的质量，这反过来又开始发光。

研究人员认为，最终，这两个物体靠得足够近，以至于恒星发挥引力将黑洞包入黑洞;然而，黑洞施加的引力对恒星施加了压力，以至于引发了超新星。

第一个亮度峰值来自超新星的爆炸与系统周围的低密度气体碰撞。第二个高峰是由于与恒星在最后几年喷射的厚厚物质云的较慢、更持续的碰撞。爆炸前的奇怪波动表明系统受到黑洞存在的压力。

这并不像听起来那么不可能。黑洞的引力与质量相当的恒星一样大;如果你处于合理的距离，就像你对一颗星星一样，事情的行为方式是一样的。然而，黑洞非常紧凑，你可以离得更近，达到你会的程度里面一颗质量相当的恒星，其引力场的强度会随着你的前进而增加。

例如，太阳是关于140万公里（865,000 英里）横跨。与太阳质量相同的黑洞的事件视界为横跨约6公里.

因此，如果双星中的恒星的质量大于黑洞，那么就会认为恒星在黑洞的极近引力将恒星带到粘性末端之前将黑洞拉了进去。另一种可能性是，黑洞在恒星爆炸之前就已经完全吞噬了恒星;这两种情况都表现出与系统周围材料相同的碰撞。

无论哪种方式，最终结果都是更大的黑洞.

“我们现在正在进入一个时代，我们可以在这些罕见事件发生时自动捕捉它们，而不仅仅是事后，”加利亚诺说。“这意味着我们终于可以开始将恒星的生存方式和死亡方式联系起来，这非常令人兴奋。”

该研究将发表在天体物理学杂志，预印本可在arXiv.

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