在深空中偵測到的一起非凡高能事件,為天文學家提供了研究宇宙中最極端現象的難得機會。

2025年7月2日,中國主導的愛因斯坦衛星(EP)太空望遠鏡在例行天空巡天時,偵測到一個異常明亮的X射線源。該天體的亮度變化迅速,使其立即從典型的宇宙X射線源中脫穎而出。這一不同尋常的偵測促使全球各地的天文台開始進行後續觀測。

這項研究由中國科學院國家天文台(NAOC)的愛因斯坦衛星科學中心協調,來自中國及其他數個國家研究機構的科學家為此貢獻了力量。香港大學物理系的科學家們,作為愛因斯坦衛星科學合作的重要成員,協助解讀了這些觀測數據。他們的分析表明,該事件可能代表一個中等質量黑洞正在撕裂並吞噬一顆白矮星。如果得到證實,這將是此類黑洞進食事件的首個直接觀測證據。研究結果已作為封面文章發表在《科學通報》上。

愛因斯坦衛星偵測到一次異常的宇宙爆炸

這項發現依賴於愛因斯坦衛星的兩台互補X射線儀器。

在2025年7月2日的例行巡天中,該任務的寬視野X射線望遠鏡(WXT)——結合了先進的龍蝦眼微孔光學器件、極寬的視場和高靈敏度——偵測到一個快速變化的X射線源,後來被命名為EP250702a(也稱為GRB 250702B)。幾乎在同一時間,美國國家航空暨太空總署(NASA)的費米伽馬射線太空望遠鏡也偵測到來自同一片天空區域的數次伽馬射線爆發。

科學家們在審查了WXT早期的觀測數據後,意識到該事件遠比預期的要不尋常。在伽馬射線爆發出現前約一天,該望遠鏡已經從同一地點偵測到穩定的X射線輻射,這種序列很少與強大的宇宙爆炸相關聯。在最初偵測到後約15小時,該源爆發出一系列強烈的X射線耀斑。在其最明亮時,亮度達到了約3 × 10^49 爾格/秒,使其成為宇宙中有記錄以來最明亮的瞬時爆發之一。

論文第一作者、來自中國科學院國家天文台的Dongyue Li博士表示:「這個早期的X射線訊號至關重要。它告訴我們這不是一次普通的伽馬射線爆發。」

罕見的X射線訊號指向黑洞進食事件

利用WXT測量到的精確位置,天文學家們迅速將全球主要望遠鏡指向該源。跨越多個波長進行的觀測證實,該天體位於一個遙遠星系的郊區。愛因斯坦衛星的第二台儀器——後續X射線望遠鏡(FXT)——隨後監測了該事件的演變過程。

在大約20天內,該天體亮度下降了超過十萬倍。在此期間,其X射線輻射也從高能(「硬」)X射線轉變為低能(「軟」)X射線。

在結合了愛因斯坦衛星的觀測數據與跨電磁頻譜收集到的數據後,研究人員發現EP250702a展現出一些現有模型難以解釋的特徵。其X射線輻射在伽馬射線爆發前就已開始,達到了非凡的亮度,演化速度異常快,並且發生在其宿主星系的外部區域而非星系中心附近,這種組合在已知的高能宇宙事件中很少見。在評估了多種可能的解釋後,一種情景成為最強的候選:一個中等質量黑洞正在撕裂並吞噬一顆白矮星。