像AT2018cow這樣的事件，現在被稱為FBOT或類似Cow的事件，被認為是繭狀超新星爆發衝擊的結果。隨著五個這樣的事件被發現，狩獵正在進行中，以準確揭示導致它們的原因，以及使它們如此獨特的原因。（圖片來源：上海天文臺，中國）
每隔一段時間，我們的宇宙中就會發生一場恆星大災難，使恆星的生命結束。最常見的災難型別是核心坍縮超新星，其中一顆大質量恆星的內部內爆，導致失控的聚變反應和巨大的爆炸，其中恆星發出的能量可以短暫地比典型恆星明亮數十億倍。然而，更罕見的恆星大災難型別——超亮超新星、超新星、潮汐破壞事件，甚至更奇特的爆炸——可以比我們觀察到的任何其他事件都更明亮。
在2018年，首次出現了一類新的爆炸："牛"級。由一個監測天空中意外變亮（或變暗）事件的設施自動檢測到，其隨機生成的名稱出現在AT2018cow上，其中最後三個字母碰巧拼寫了一個實際的單詞。今天，它是整個宇宙中發生的一類新型爆炸的原型。最近發現了同一類"牛"物體中的另一個事件：第一個事件不是透過其可見光特徵檢測到的，而是透過其壯觀的X射線增亮檢測到的。它被稱為AT2020mrf，它實際上將宇宙沐浴在數十億光年的X射線中，包括我們。
當恆星經歷生命週期時，它們透過核聚變過程將質量轉化為能量。透過在巨大的壓力和溫度下將輕原子核撞擊在一起，它們可以觸發更重原子核的形成。如果你把聚變前核和聚變後核的總質量放在一個尺度上，你會發現聚變產生的那些比進入反應的核稍微小一些。
那個質量去了哪裡？它透過愛因斯坦最著名的方程轉化為能量：E = mc2.
當AT2018cow首次出現時，它只是一個快速變亮的高溫事件：像一顆超新星，但有一些不尋常的特徵。其中一些功能包括：
- 大量檢測鐵
- 在紫外線波長下具有極強的亮度增亮效果
- 大約是正常超新星固有亮度的十倍
- 所有波長的光的亮度，從X射線到無線電
- 有證據表明它被非常密集的材料包圍，一個非常快的衝擊波穿過它
在相當長的一段時間裡，這令人費解地難以解釋。
然而，透過綜合來自許多不同天文臺的各種觀測結果，一致的畫面開始出現。一個候選的解釋是，它來自潮汐破壞事件，其中恆星透過與一個巨大而緊湊的物體的引力相互作用而被撕裂。然而，X射線的長期性質表明，留下了一個殘餘物來為其提供動力，從而消除了這種可能的解釋。相反，也許它畢竟是一顆超新星——儘管它處於一個不尋常的環境中，被密集的繭狀氣體結構所籠罩。
有了這種認識，這些碎片就落到了實處。如果一顆恆星周圍有一個氣體繭，它的生命即將結束，那麼：
- 最初的超新星會震撼周圍的繭
- 材料會加熱到極高的溫度
- 注入的能量會導致"突破"事件，產生極端亮度，亮度快速增加和超快衝擊波
- 超新星的殘骸，就像中子星一樣，在最初的爆炸後會繼續長時間注入能量。
這種新類別的物件現在不僅被稱為"Cow"類物件，而是FBOT：Fast Blue Optical Transients。
是什麼使爆炸成為快速藍色光學瞬變？亮度必須迅速增加;這是"快速"的部分。你必須在光譜的紫外線部分有很多能量;這是"藍色"的部分。它必須在光譜的可見光部分具有較大的亮度增加;這是"光學"部分。它需要在其整體能量輸出中具有時間變化，在那裡它上升，增加到最大值，然後減少並消失;這是"瞬態"部分。
事實上，有整個天文臺專門對瞬態物體進行觀測，在那裡它們一遍又一遍地對天空的同一部分進行成像。然後，它們以自動方式執行差分計算，只尋找從一個時刻到下一個時刻的天空變化。只有當某物變亮、變淡、新出現、新消失或以其他方式以某種方式發生變化（例如，在位置或顏色上）時，它才會被"標記為"短暫事件的候選者。然而，我們幾乎所有的自動瞬態搜尋都僅限於在可見光下執行。
這就是使這個最新活動AT2020mrf如此壯觀的部分原因。它於2020年7月首次被發現，不是由任何明確建造和設計的用於發現這些光學事件的瞬態設施發現的，而是由一個完全不同型別的天文臺發現的：一種被稱為Spektrum-Roentgen-Gamma（SRG）望遠鏡的X射線望遠鏡。由於多種原因，這架X射線望遠鏡在我們今天運營的所有X射線天文臺中都是獨一無二的，但最壯觀的是，它是唯一一個計劃多次對整個天空進行成像的望遠鏡。
Spektrum-Roentgen-Gamma望遠鏡於2020年6月完成了對天空的首次全面調查，並迅速開始了第二次掃描 - 計劃中的八次掃描 - 緊隨其後。一遍又一遍地測量天空的全部意義在於，再次尋找變化，因為它們意味著一個感興趣的天文事件。2020年7月，在第二次掃蕩開始時，出現了一些令人著迷的東西。一個全新的X射線光源 - 六個月前還沒有出現過 - 不僅出現了，而且非常明亮。
它有多亮？最初的"牛"事件，AT2018cow對超新星具有大而顯著的X射線亮度。AT2020mrf的亮度是X射線光的20倍。此外，這兩種事件的X射線亮度都存在很大但不穩定的變化，在不到一天的時間尺度上變化迅速。
這足以讓研究它的天文學家感到疑惑：這個新事件是否有可能也是FBOT？如果是這樣，則在完全相同的位置應該有光學瞬變。他們梳理了Zwicky瞬態設施的資料，看看那裡有什麼。
果然，在SRG望遠鏡發現顯著的X射線增亮之前的35天，發生了光學增白，就像其他FBOT事件一樣，包括牛。它具有其他功能，使其本身成為一個非常有趣的物件，包括：
- 溫度高達約 20，000 K
- 顯著的發射特徵，表明速度非常高，約為光速的10%（比正常超新星快2-3%的光速快得多）
- 一組明亮的無線電發射
也許最有趣的是，它屬於一個非常小的，低質量的矮星系：一個質量只有1億顆恆星，或不到我們銀河系質量的0.1%的星系。
這個事件，AT2020mrf，現在是第五個滿足FBOT所有標準的事件，不知何故，所有五個事件都發生在正在形成新恆星的矮星系中。這是觀測到的現象之一，它使天文學家集體撓撓頭並指出，"這很有趣"，因為我們對此沒有現代的解釋。
那麼，如果你是一名科學家，從一個距離地球約20億光年的物體上看到一個你無法解釋的謎團，你會怎麼做？
你拿起最靈敏的望遠鏡，在你認為可能包含有趣資訊的任何波長的光下，你繼續觀察這個事件，希望從長時間揭示自己的線索中更多地瞭解它的性質和起源。由於知道他們發現了一種可能獨特的快速藍色光學瞬變，由加州理工學院第一作者Yuhan Yao領導的一組科學家申請並獲得了NASA錢德拉X射線望遠鏡的觀測時間，以跟進這個物體。儘管那個時間直到2021年6月才到來，但等待是值得的。
爆炸開始後大約328天，美國宇航局的錢德拉X射線望遠鏡將目光投向了20億光年外的這個物體。值得注意的是，在觀測的前六個小時內，錢德拉看到了來自這個物體的29個單獨的X射線光子：這是一個非常大的數字。在第二個六小時的觀測視窗中，它發現了另外10個X射線光子。這兩次觀測是在最初爆炸發生近一年後進行的，表明了一些值得注意的事實：
- 來自這個物體的X射線通量必須是絕對巨大的;在X射線下，其亮度大約是AT2018cow在其進化過程中相當時間的200倍。
- 到目前為止，X射線使它成為X射線中見過的最明亮的牛狀超新星。
- 它展示了快速藍色光學瞬變的多樣性，同時仍然支援FBOT的繭超新星突破模型。
- 它表明，即使在所謂的超新星首次發生整整一年後，在大約1天或更短的時間尺度上的快速X射線變化仍然存在。
- 在超新星爆炸後這麼長時間裡，X射線通量能夠保持如此之大的唯一方法是，如果它由一個仍然活躍的中央發動機提供動力，作者推測它可能是一個吸積黑洞或一個極快旋轉的、高度磁化的中子星：一個毫秒級的磁星。
即使有了這一切，我們也必須哀嘆我們缺乏的東西：能夠以高解析度連續監測這樣的事件，跨越天空，以各種波長。我們只在低解析度和低靈敏度下對其光學亮度進行了一系列測量，因為大面積瞬態測量的缺點是它用靈敏度和解析度換取了速度。我們沒有來自初始亮度的X射線資料，因為我們碰巧在初始亮度達到峰值後約35到37天觀察到這個區域，並且我們在SRG觀測和錢德拉X射線觀測之間沒有資料：間隔近300天。
我們知道X射線發射已經下降，但我們不知道它們是如何衰變的。我們知道AT2018cow事件中同時存在氫和氦，但我們不知道這次事件中是否存在氫和氦，因為現在進行這些關鍵的後續觀察已經為時已晚。我們不知道SRG首次看到的破紀錄的X射線發射 - 再次在光學亮度達到峰值一個多月後 - 是否真的代表了真正的發射峰值，或者真的是一個比我們能夠觀察到的更亮的事件。
