2017年，天文學家在甚大天線陣（VLA）天空調查所拍攝的數據中發現了一個特別光亮和不尋常的無線電波源，這個項目以無線電波長掃描夜空。現在，在加州理工學院研究生Dillon Dong的帶領下，一個天文學家小組已經確定，這個明亮的無線電耀斑是由一個黑洞或中子星在一個從未見過的過程中撞向其伴星造成的。
“大質量恆星在耗盡核燃料時通常會爆發為超新星，”加州理工學院天文學教授Gregg Hallinan說。“但是在這種情況下，一個入侵的黑洞或中子星過早地引發了它的伴星爆炸。”這是第一次證實合併引發的超新星。
有關這一發現的論文於9月3日發表在《科學》雜誌上。
Hallinan和他的團隊尋找所謂的無線電瞬變體–短暫的無線電波源，它們會像黑暗的房間里點燃的火柴一樣發出耀眼的光芒並迅速燒毀。無線電瞬變體是識別不尋常的天文事件的一個很好的方法，例如大質量恆星爆炸並噴出高能噴射物或中子星的合併。
當Dillon篩選VLA的龐大數據集時，他從VLA調查中挑出了一個極其明亮的無線電波源，稱為VT 1210+4956。這個來源是有史以來與超新星相關的最亮的無線電瞬變體。
Dillon確定，這個明亮的無線電能量原本是一顆被厚厚的、密集的氣體外殼所包圍的恆星。這個氣體外殼在今天的幾百年前被從恆星上拋下。VT 1210+4956，這個無線電瞬變，發生在這顆恆星最終在超新星中爆炸時，從爆炸中噴出的物質與氣體外殼相互作用。然而，氣體外殼本身，以及它被從恆星上拋下的時間尺度，都是不尋常的，因此，Dillon懷疑這次爆炸的故事可能有更多的內容。
兩個不尋常的事件
在Dillon的發現之後，加州理工學院的研究生Anna Ho建議將這個無線電瞬態事件與X射線光譜中的一個不同的短暫明亮事件目錄進行比較。這些X射線事件中的一些是如此短暫，以至於它們只在地球時間的幾秒鐘內出現在天空中。通過檢查這個其他的目錄，Dillon發現了一個X射線源，它來自天空中與VT 1210+4956相同的位置。通過仔細的分析，Dillon確定X射線和無線電波可能來自同一個事件。
Dillon說：“X射線瞬變是一個不尋常的事件–它標誌着在爆炸時有一個相對論的噴流被發射出來。而明亮的無線電光芒表明，來自那次爆炸的物質後來撞上了幾個世紀前從該恆星中噴射出來的巨大的密集氣體環。這兩個事件從來沒有相互關聯過，而且就其本身而言，它們是非常罕見的。”
一個謎團被解開
那麼，發生了什麼？經過仔細的建模，研究小組確定了最有可能的解釋–一個涉及一些已知會產生引力波的相同宇宙參與者的事件。
他們推測，以前爆炸過的恆星的剩餘緊湊殘餘物–也就是黑洞或中子星–一直緊密地圍繞着一顆恆星運行。隨着時間的推移，黑洞開始吞噬其同伴恆星的大氣，並將其噴射到太空中，形成了氣體環。這個過程將這兩個天體拖得越來越近，直到黑洞墜入恆星，導致恆星坍塌並作為超新星爆炸。
X射線是由恆星塌縮時從其核心發射的噴流產生的。相比之下，無線電波則是在多年後，當爆炸的恆星到達被吸入的緊湊物體噴射出來的氣體環時產生的。
天文學家們知道，一顆大質量恆星和一個伴星可以形成所謂的穩定軌道，在這個軌道上，兩個天體在極長的時間內逐漸螺旋式地靠近，越來越近。這個過程形成了一個雙星系統，該系統穩定了數百萬到數十億年，但最終會發生碰撞，發出LIGO在2015年和2017年發現的那種引力波。
然而，在VT 1210+4956的案例中，這兩個天體反而立即發生了災難性的碰撞，產生了所觀察到的X射線和無線電波的爆炸。雖然像這樣的碰撞在理論上已經被預測到了，但VT 1210+4956提供了第一個具體的證據，證明它的發生。
偶然的勘測
VLA巡天調查產生了大量關於夜空中的無線電信號的數據，但是通過篩選這些數據來發現像VT 1210+4956這樣明亮而有趣的事件，就像大海撈針一樣。Dillon表示，找到這根特殊的“針”，從某種程度上說，是偶然的。
“我們對在VLA調查中可能發現的東西有想法，但是我們對發現我們沒有想到的東西的可能性持開放態度，”Dillon解釋說。”我們為發現有趣的東西創造了條件，通過對大型數據集進行鬆散的約束和開放的搜索，然後考慮到我們可以收集到的關於我們發現的物體的所有背景線索。在這個過程中，你發現自己被不同的解釋拉向不同的方向，而你只是讓大自然告訴你那裡有什麼。”