宇宙中充满了能量瞬变现象，即在短时间内发生的天文事件。例如，大多数大质量恒星以壮观的爆炸结束生命，被称为超新星，这是一种主要的瞬态恒星。为了了解这些瞬变现象的起源，在过去的几十年里进行了各种时域调查。近年来，随着越来越多的瞬态被发现，研究人员开始注意到一些新的瞬态类型。

为了弄清楚各种瞬变现象的本质，由前Kavli宇宙物理与数学研究所(Kavli IPMU)项目研究员(现任日本国家天文台(NAOJ)博士后)姜吉安领导的国际瞬变调查项目“早期超新星多波段斯巴鲁调查”(MUSSES)试图在一天内捕捉各种快速演变的瞬变现象。使用世界上最强大的测量设备，安装在8.2米的斯巴鲁望远镜上的超级超级摄像机(HSC)。

通过在2020年12月进行连续的斯巴鲁/HSC观测，发现了20个快速演变的瞬变，其中一个，MUSSES2020J (AT 2020afay)引起了江的注意。

“MUSSES2020J是在2020年12月11日以非常低的亮度被发现的，在我们的观测中，它的亮度显示出明显的增亮。更令人惊讶的是，后续观测证实的快速光曲线演化和极高的红移表明，MUSSES2020J的亮度大约是普通超新星的50倍，而上升阶段则比普通超新星短得多，这确实与最近发现的特殊瞬变AT 2018cow有很高的相似性。我们建议将这种极端瞬态称为快速蓝超光瞬态(FBUT)。到目前为止，它们只被发现了一小部分，而且由于它们的进化速度非常快，我们从来没有在它们出现后不久看到过它们。得益于高节奏的调查模式和斯巴鲁/HSC的出色表现，我们第一次完美地捕捉到了这一惊人的现象。早期的多波段光曲线数据提供了一些独特的信息来了解这些惊人的瞬变的起源，”第一作者江说。

这些数据引发了关于MUSSES2020J和其他一些fbut起源的激烈讨论，由团队中的各种研究人员领导，包括京都大学研究生Kohki Uno，京都大学副教授Keiichi Maeda, NAOJ助理教授Takashi Moriya和Kavli IPMU高级科学家Ken'ichi Nomoto。

理论研究仍在进行中，但到目前为止，研究小组已经将可能性缩小到几个场景，其中大多数涉及一个活跃的致密物体——要么是黑洞，要么是高度磁化的中子星——为这些极其明亮的物体提供动力。

“几乎毫无疑问，有一个活跃的致密天体参与其中，这也是这些瞬变现象与普通超新星如此不同的主要原因。剩下的可能性是一颗恒星被一个巨大的黑洞潮汐式地破坏，或者是一颗巨大的恒星坍缩，这与正常的超新星不同，它可能会留下一个高度活跃的致密物体，比如一个吸积黑洞。第一次为一类fbut提供的非常早期的数据暗示了亚相对论性流出物的存在，这种流出物明显来自于大量较慢的喷射物，这一定是解决问题的关键。我们目前正在检查每个模型的细节，以强有力地确定MUSSES2020J的起源，这一新观测提供了强有力的约束，”Maeda说。

MUSSES2020J显示出与AT 2018cow相似的光曲线。利用脉动对不稳定超新星(PPISN)抛射物与星周物质相互作用的模型，很好地再现了AT 2018cow的光曲线。PPISN是一颗非常大的恒星的爆炸，它会坍缩形成一个黑洞，并以喷射状的形式喷出外层。因此，类似的PPISN模型有可能具有不同数量的星周物质，也可以解释MUSSES2020J的光曲线，”Nomoto说。

Jiang的团队将继续通过在世界各地的望远镜进行瞬态调查来寻找这种新确认的瞬态类型起源的答案。

“感谢斯巴鲁超级超级摄像头的强大功能，我们可以找到一个非常罕见的神秘瞬变。由于我们观测的主要对象不同，我们无法很好地进行后续观测。它可能是一颗恒星爆炸失败的事件，也可能与一个巨大的黑洞有关。下一次，正如我们所知道的，我们可以找到这些事件，我们可以准备后续观察，以了解这种神秘事件，”IPMU访问高级科学家和东京大学教授马森说。

这项研究的细节发表在天体物理学杂志通讯2022年7月12日。