有史以来最亮的伽马射线暴无法解释

科学家们正在仔细观察有史以来最亮的伽马射线暴留下的余辉,他们所看到的并不符合任何理论模型。

由 NASA 的 Neil Gehrels Swift 天文台制作的延时动画显示了有史以来最亮的伽马射线爆发,它在 2022 年 10 月的 12 天内演变。(图片来源:NASA/Swift/A. Beardmore(莱斯特大学))
由 NASA 的 Neil Gehrels Swift 天文台制作的延时动画显示了有史以来最亮的伽马射线爆发,它在 2022 年 10 月的 12 天内演变。(图片来源:NASA/Swift/A. Beardmore(莱斯特大学))

随着科学家们对其进行更详细的研究,迄今为止探测到的最亮的伽马射线暴正在揭示新的谜团。

在两篇新论文中——一篇发表在《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters),另一篇发表在预印本服务器 arXiv提交发表在《自然天文学》(Nature Astronomy) 杂志上——天文学家发现 2022 年发生的巨大恒星爆炸所释放的无线电波比模型预测的要慢,这引发了人们对超强伽马射线暴期间能量释放如何演变的疑问。

“现有模型很难复制我们观察到的能量峰值的缓慢演变,”悉尼大学博士生 James Leung与人合着了自然天文学论文 , 在一份声明中说。 “这意味着我们必须改进和开发新的理论模型,以了解宇宙中这些最极端的爆炸。”

伽马射线暴 (GRB) 是短暂而明亮的伽马射线闪光,被认为是自大爆炸以来我们宇宙中最强大的爆炸。 当一颗垂死的恒星耗尽燃料并坍缩成中子星甚至黑洞时,会在极端恒星爆炸或超新星期间释放伽玛暴。 伽马射线和 X 射线望远镜于 2022 年 10 月 9 日首次探测到有史以来最亮的爆发,称为 GRB 221009A。 可能导致这次爆发的超新星距离地球 24 亿光年。

美国宇航局的插图显示了长伽马射线爆发的典型演化——最常见的 GRB 类型。 (图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心)
美国宇航局的插图显示了长伽马射线爆发的典型演化——最常见的 GRB 类型。 (图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心)

虽然爆发本身只持续了几秒钟,但它在整个光谱中留下了可能持续数年的辐射“余辉”,塔拉·墨菲(Tara Murphy),悉尼大学的天体物理学家和 arXiv 研究,在声明中说。 Leung 补充说,最初,伽马射线暴喷出的物质会引起明亮的前向激波,然后是反向激波回到喷射物云中。 这两种冲击都有助于余辉。

研究人员在发现最初的伽马射线爆发后三小时内开始从余辉中收集数据,发现这次爆发比以往检测到的任何一次爆发都要亮 70 倍。 据悉尼大学的研究人员称,这种规模的伽马射线暴很可能是万分之一的事件。

天文学家尚未检测到任何引发伽马射线爆发的超新星迹象,但他们怀疑恒星爆炸导致了全新黑洞的产生

从地球的角度来看,2022 年 12 月,从地球的角度来看,爆发位于射手座或箭座方向的遥远位置,并在 2 月中旬才重新出现。 清晰的视线将再次使天文学家能够测量爆发的剩余余辉。

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