通过机器学习 科学家们发现了旧太空数据的神秘爆炸

隐藏在档案中的神秘宇宙爆炸

天文学家发现了一个罕见的"大海捞针"的发现--银河系外的一个未知天体发生了一次威力巨大的爆炸。

这一宇宙事件多年来一直隐藏在美国宇航局钱德拉 X 射线天文台的档案中，被埋没在二十年的观测中。 最近，发表在《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上的一项新研究揭开了它的神秘面纱。

来自斯坦福大学（Stanford University）和哈佛大学（Harvard University）的研究人员认为，这次神秘的爆炸可能是大麦哲伦云（LMC）中探测到的首个X射线爆发器，也可能是磁星（宇宙中最神秘的天体之一）的一次罕见耀斑，或者是某种全新的东西。

宇宙相册的惊喜

"你是否曾经翻阅过旧相册，突然发现照片背景中隐藏着一些从未有人注意过的迷人之处？ 现在想象一下在宇宙尺度上做这样的事情吧！"首席研究员、斯坦福大学博士生史蒂文-迪尔曼（Steven Dillmann）说。"利用一种新颖的机器学习方法，我们回顾了美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台20多年来的观测档案，发现了来自银河系外一个未知天体的非凡、强大的X射线闪光，而这个天体多年来一直在庞大的钱德拉档案中默默无闻--这是一次真正的大海捞针事件"。

美国宇航局钱德拉 X 射线天文台观测到的"非凡的"XRT 200515 宇宙爆炸。 图片来源：Steven Dillmann

瞬间消失的闪光

2020 年 5 月 15 日，钱德拉望远镜在观测 LMC（邻近我们的 银河系的一个小星系）中一颗爆炸恒星的残骸时，意外捕捉到了一道来历不明、速度极快的明亮 X 射线闪光。

这个闪光在几秒钟内出现又消失，在最初的观测中没有被注意到，因此被储存在钱德拉的大型档案中。

与传统方法不同，新研究中使用的新型机器学习方法成功地发现了所谓的银河系外快速 X 射线瞬态（FXT），研究人员将其命名为 XRT 200515，以纪念钱德拉望远镜探测到它的那一天。

与众不同的爆炸

迪尔曼说："这次宇宙闪光特别有趣，因为它具有不同寻常的特征，与钱德拉先前探测到的其他银河系外 FXT 都不同。它产生了一个能量惊人的初始爆发，只持续了 10 秒钟，而其他爆发则持续了数分钟或数小时。 随后是一个持续时间较长、能量较弱的余辉，持续时间为几分钟。"

由于钱德拉望远镜或其他任何望远镜都没有在这次爆发之前或之后记录过这个光源，因此它的真实性质仍然是个谜。

XRT 200515 的光曲线（随时间从爆发位置接收到的光子数量）图像，显示了爆发的强度和速度。 图片来源：Steven Dillmann

神秘爆发背后的理论

研究人员认为，一种解释是，这可能是在 LMC 中发现的第一个 X 射线爆裂体。 这些系统包括两颗恒星：一颗小而超密的死星（称为中子星）和一颗围绕它运行的普通伴星。

中子星就像一个宇宙吸尘器--它强大的引力会把伴星上的气体吸走。 当中子星表面积聚了足够多的气体时，就会引发大规模热核爆炸，释放出强烈的X射线辐射。

另一种理论认为，这可能是来自遥远的磁星--具有极强磁场的中子星--的罕见巨型耀斑。 这些耀斑是宇宙中最具爆炸性的事件，会在很短的时间内释放出大量的伽马射线。

如果 XRT 200515 是此类事件的 X 射线对应物，那么它将是首次在这些 X 射线能量水平上观测到的巨型磁星耀斑。研究人员提出的最后一种解释是，这可能是一种以前未知的宇宙爆炸类型，可以揭示有关宇宙的新见解。

迪尔曼说："这一发现提醒我们，太空是动态的、不断变化的，令人兴奋的现象不断发生。这也证明了利用人工智能在存档天文数据中进行科学发现的价值--在我们已经进行的观测中，可能还有无数其他发现等待着我们去发现"。

研究人员目前正在对他们的方法进行微调，以便在先前由合著者罗珊娜-迪-斯蒂法诺（Rosanne di Stefano）领导的突破性工作的基础上，寻找银河系外行星的迹象，该工作发现了第一颗潜在的银河系外行星候选者。

编译自/ScitechDaily