宇宙神秘蓝色闪光成因新解：黑洞撞击炽热恒星

IT之家 5 月 10 日消息，在宇宙深处，存在一种神秘且能量极强的蓝色明亮宇宙爆炸现象，被称作“高亮度快速蓝色光学瞬变”（LFBOT）。一项新研究或许终于能揭开这类奇异爆炸的起源之谜。

人类首次观测到此类爆炸是在 2018 年，此后仅探测到 14 例，这也成为天文学界一大未解之谜。如今，这项新研究的科研团队认为，该现象的成因是黑洞、中子星这类致密恒星残骸，撞击宇宙中温度最高的大质量恒星 —— 沃尔夫 - 拉叶星。

长期以来，科学家一直试图探明 LFBOT 的起源，甚至提出了大量理论模型来解释这类天体事件的形成原因。科学界之所以对其高度关注，主要是因为其演化速度远快于其他宇宙瞬变爆炸，短短数天内就会完成亮度峰值到衰减的全过程。此外，它的颜色特征也十分独特：演化过程中始终呈现蓝色，这意味着其内部温度一直保持极高水平。

此前学界提出的 LFBOT 潜在起源假说多种多样，既包括大质量恒星发生核心坍缩超新星爆发，也涵盖极端潮汐瓦解事件 —— 超大质量黑洞撕裂并吞噬恒星的天文现象。为彻底厘清真相，该研究团队分析了这类天体所在的宿主星系及周边环境，试图锁定其前身天体的真实身份。分析结果显示，LFBOT 所处的宇宙环境，与部分超新星爆发模型推演的环境截然不同，也和潮汐瓦解事件的常规诞生环境不相符。

哈佛大学天体物理中心研究员、该研究团队负责人安雅・纽金特在接受 Space.com 采访时表示：“由于 LFBOT 十分罕见，且其光变曲线特征与其他瞬变天体差异极大，很难确定它的前身天体究竟是什么。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。”

纽金特及其团队聚焦的核心模型为：致密恒星残骸，与外层氢包层被剥离后的大质量恒星遗留氦核（即沃尔夫 - 拉叶星）发生碰撞。

她解释道：“我们认为这一模型能够完美契合该瞬变天体的特征以及宿主星系的环境特点。”

沃尔夫 - 拉叶星为何造就蓝色瞬变现象？

纽金特指出，相较于潮汐瓦解事件、核心坍缩超新星等现有解释模型，团队提出的致密天体与沃尔夫 - 拉叶星并合模型，能够合理诠释 LFBOT 的所有瞬变特征与环境特征。

纽金特介绍，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；而核心坍缩超新星往往出现在恒星分布密集的大质量星系里。这类星系极易形成双星系统：初始为两颗大质量恒星，其中一颗会剥离另一颗的恒星物质，被剥离物质的恒星便演化为沃尔夫 - 拉叶星。最终，这颗“供体恒星”会促使另一颗“吞噬恒星”发生核心坍缩超新星爆发，进而坍缩成黑洞或中子星。此后，沃尔夫 - 拉叶星与这颗恒星残骸伴星发生并合，便会引发 LFBOT 爆炸。

双星系统在宇宙中十分普遍，但并非所有双星系统都能催生该现象。纽金特表示：“许多大质量恒星都处于双星系统中，而能引发这类并合的系统需要满足严苛条件：两颗恒星不会在演化初期过早合并，同时彼此距离又足够近，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。

她补充道：“这种并合现象本身十分稀有，稀有程度与 LFBOT 的观测频率相匹配，但又并非罕见到完全不可能发生。本质上，这类星系环境恰好适合孕育能够以这种方式并合的双星系统。”

该团队还从理论层面解释了一个疑点：为何这类天体似乎极少诞生在恒星密集区域（理论上该区域更易发生黑洞、中子星与沃尔夫 - 拉叶星的碰撞）。

纽金特团队给出的解释是：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。

纽金特说：“这也解释了为何相较于核心坍缩超新星，LFBOT 往往偏离宿主星系中心，诞生在恒星稀少的区域，远离自身的起源地。”

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，原因在于潮汐瓦解事件和超新星模型，都难以完整解释该天体的所有观测特征。例如，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。

纽金特表示：“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。此外，这类天体的自身特征和诞生环境，均与潮汐瓦解事件、超新星存在明显差异。关键问题在于，倘若它们源于同一类天体活动，为何会产生如此显著的区别？”

纽金特认为，最合理的解释是：LFBOT 拥有完全独立的形成机制。在研究团队看来，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。

不过纽金特坦言，想要严谨验证这一起源模型，还需要天文学家发现更多 LFBOT。她认为，薇拉・鲁宾天文台及其刚刚启动、为期十年的时空遗产巡天项目（LSST），将在这类天体的探测工作中发挥关键作用。

她总结道：“鲁宾天文台将极具价值，能够探测到宇宙更遥远区域更暗淡的 LFBOT。这不仅能扩充已知天体样本，还能帮助我们探究这类天体及其前身天体随宇宙时间的演化规律。”

IT之家注意到，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。