近年来，大视场天文巡天观测发现了一类与传统超新星爆炸不同的爆发现象，它们在爆发早期表现出极高温、极高光度以及快速演化的特征，被称作快速演化亮的蓝色暂现天体（FBOT）。其爆发的物理起源在学界引起了极大关注。2018年6月在距离地球2亿光年远编号为CGCG 137-068的漩涡星系外围探测到一起类似的爆发事件AT2018cow (见图1)，为天文学家研究此类现象提供了绝佳的机会。王晓锋教授团队领导的一项国际合作团队对AT2018cow进行了详细的光学光谱及成像观测，并基于这些数据对该源的爆发模型进行了严格限制，得出了与之前研究不同的物理机制。
图1 奇特爆发天体AT2018cow的证认图，爆发于距离地球2亿光年远的编号为CGCG 137-068的漩涡星系外围（图像来源: Raffaella Margutti/美国西北大学）。
从观测来看，AT2018cow的光谱和光变特征虽然与常见超新星存在很大区别，但王晓锋教授团队在光谱中证认出了抛射物与星周物质相互作用的发射线特征，符合相互作用型超新星（SNe IIn/Ibn）的谱线特征，而其快速演化的光变曲线也与相互作用超新星极为相似。通过对该爆发事件环境的进一步分析显示其前身星很可能是一颗大质量的恒星。团队利用相互作用模型对其热光变曲线进行拟合发现，奇特高能爆发源AT 2018cow早期快速演化且高亮度的热光变曲线可由质量约为3.16倍太阳质量、速度约为26,000 km/s的抛射物，与质量约为0.04倍太阳质量的星周物质碰撞产生的能量解释，而晚期较慢下降的光变曲线可由放射性物质56Ni衰变供能（见图2）。在该模型假设下，AT2018cow的前身星应为一颗在爆炸前经历了剧烈物质损失过程的大质量恒星。该研究为类似AT2018cow的FBOT的提供了一种切实可行的物理解释，对理解恒星演化理论和超新星的多样性有重要意义。
图2 左：奇异爆发天体AT2018cow的光度演化曲线，以及与已知各类型超新星光度演化曲线的比较。右：用相互作用模型拟合AT2018cow热光变曲线的最佳拟合结果。图中空心圆点为观测数据，蓝色和红色实线分别表示两种CSM密度轮廓下的最佳拟合结果，虚线表示对应模型中相互作用的贡献，点线表示56Ni衰变的贡献。
该研究以“The Peculiar Transient AT2018cow: A Possible Origin of a Type Ibn/IIn Supernova”为题发表在Astrophysical Journal上[ApJ, 910, 42(2021)]。物理系博士生向丹凤为第一作者，王晓锋教授为通讯作者。该研究成果得到了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划以及北京市科学技术研究院北科学者项目支持。
文章链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abdeba
