黑洞、中子星起源，首獲得超新星變緻密天體直接觀測證據

黑洞、中子星是全宇宙密度最大的已知天體，迄今我們也掌握超新星形成黑洞或中子星大量線索，只可惜沒有直接觀測證據。直到最近天文學家分析超新星 SN 2022jli 事件後，首度獲得大質量恆星經歷超新星爆炸後與黑洞、中子星形成的直接關聯證據。

一顆大質量恆星生命抵達終點，會在自身引力作用下迅速崩潰，引發稱為超新星的劇烈爆炸。天文學家認為，大質量恆星經歷這場爆炸後會剩下超緻密核心或緊湊殘餘物，根據恆星質量大小，殘餘物可能是中子星或黑洞。

科學家已掌握許多暗示此一系列事件的線索，比如在 1,000 年前恆星爆炸留下的蟹狀星雲中發現 1 顆中子星，但我們從未見過超新星爆炸誕生緻密天體的實時過程。

2022 年 5 月，南非業餘天文學家 Berto Monard 在距離 7,500 萬光年的附近星系 NGC 157 旋臂中發現超新星 SN 2022jli，吸引魏茲曼科學研究所、貝爾法斯特女王大學 2 個不同團隊的注意力，利用甚大望遠鏡（VLT）與新技術望遠鏡（NTT）觀察超新星爆炸後果，首度直接找到它留下的緻密物體證據。

多數超新星亮度在爆炸後會隨時間流逝而逐漸消失，即爆炸「光曲線」會平穩逐漸下降。但 SN 2022jli 行為非常奇特，它的整體亮度下降並不平穩，而是每 12 天左右上下振盪一次。

2 個團隊都認為，出現 SN 2022jli 的系統存在不只 1 顆恆星才能解釋此行為，其中 1 顆恆星在伴星爆炸後仍頑強活下來，現在兩者持續相互繞轉。

▲ SN 2022jli 超新星事件所處系統有另一顆恆星相互繞旋。（Source：歐洲太空總署）

隨著研究人員收集更多數據，他們發現系統氫氣週期性運動、伽馬射線爆發，將所有線索放在一起比較得出結論，當伴星與超新星爆炸期間拋出的物質相互作用，其富含氫的大氣層變得比平時更加蓬鬆。然後爆炸留下的緻密物體在軌道上快速穿過伴星大氣層會竊取氫氣，於自身周圍形成熱物質盤，這種週期性的物質竊取行為釋放大量能量，導致觀測亮度定期變化。

雖然研究團隊無法觀察到來自緻密天體本身的光，但能量吸積行為只能是來自一顆看不見的中子星或黑洞。未來若新研究證實此系統黑洞或中子星的存在，便能進一步解開緻密天體確切性質、此系統的結局走向。

兩篇論文分別發表在《自然》（Nature）、《天文物理期刊通訊》（The Astrophysical Journal Letters）期刊。