「有史以來最亮的」伽馬射線暴震撼太空

【2023年05月02日訊】(記者林達編譯報導)天文學家最近觀測到有史以來最亮的一次爆炸。此次爆炸被正式名稱為GRB 221009A,暱稱是「BOAT」(brightest of all times),它是一個伽馬射線暴(GRB),即:一顆巨大恆星死亡時產生的高能閃光。天文學家稱,BOAT事件很有意義,因其打破了人類對宇宙的認知。

這次爆炸是自人類文明開始以來最明亮的X射線和伽馬射線能量爆發。它比以前觀察到的任何東西都要亮70倍。描述這一結果及其它與此爆發相關的論文於3月發表在《天體物理期刊快訊》(The Astrophysical Journal Letters)上。

「這種明亮的爆發每10,000年才會到達地球一次,」參與探測的路易斯安那州助理教授、天文學家埃里克·伯恩斯(Eric Burns)說。

當一顆大質量恆星耗盡燃料坍縮成黑洞時,就會出現「長」伽馬射線暴——持續時間超過兩秒。這種災難性的坍縮導致強大的物質流噴出,與原本存在的恆星周圍的氣體相碰撞,產生高能伽馬射線。如果噴流直接指向地球,我們就可以看到這次爆炸。

天文學家一直在監測天空中的GRB和其它明亮、短暫的高能光爆發——此次爆炸就是這樣找到的。與NASA 的尼尔·格雷尔斯雨燕天文台(Neil Gehrels Swift Observatory)合作的研究團隊每次都會接到通知,捕捉到爆炸的天文望遠鏡叫做:爆炸警報望遠鏡(Burst Alert Telescope,BAT)。

「這個亮度足以觸發BAT兩次,」賓夕法尼亞州立大學天文學家、GRB 221009A論文主要作者之一瑪雅·威廉姆斯(Maia Williams)說。

對爆發的初步檢測是基於從雨燕天文台衛星上的紫外線及光學望遠鏡和NASA的費米伽瑪射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-Ray Space Telescope)所收集的數據。同時,有二十多個衛星上的儀器都觀測到它,其中包括國際空間站上的NICER X射線望遠鏡、NASA的NuSTAR X射線望遠鏡、NASA的新型成像X射線偏振探測器(IXPE)衛星,等等。

憑藉這些信息,天文學家意識到這是一個「比往常更為複雜的伽馬射線爆」,沒有參與這項發現的西北大學天文學家胡·希爾斯(Huei Sears)說。

為什麼這麼亮?首先,它就在附近(大約有19億光年遠),這增加了光亮的威力,但其亮度高不僅僅是因為距離很近。天文學家懷疑從黑洞發出的噴流比平時更窄,就像噴水管那樣,水流越細,噴得越遠。然而,為什麼噴流會很窄尚沒有解釋。

「從科學上講,此次大爆炸已經證明現有的大部分模型都是不完整的,」伯恩斯說。

伽馬射線暴在其最初時刻是最亮的,但餘輝會持續很長的時間——就本次爆炸而言可能是幾年。威廉姆斯及其團隊計劃盡可能繼續每週一次通過雨燕天文台進行觀察。他們還將使用NASA的詹姆斯韋伯 (James Webb)和哈勃太空望遠鏡來觀察其它波段,盡可能捕捉這一罕見事件的餘波。

「BOAT是如此重要,它讓我們眼界大開,」參與探測的阿拉巴馬大學天體物理學家薩拉·達萊西 (Sarah Dalessi)說,「這真是千載難逢的好機會。」 ◇#

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