奇異伽馬射線暴指向恆星自殺的新形式

有史以來觀測到的最明亮的恆星爆炸之一推翻了關於恆星如何壯觀死亡的現有理論。

作者:大衛·比埃洛

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6月14日,美國宇航局斯威夫特衛星上的爆發警報望遠鏡接收到伽馬射線,這是宇宙中最強大的爆炸之一正在發生的第一個警告,一顆恆星正在經歷它的死亡陣痛。幾分鐘或幾小時內,世界各地的許多天文學家將望遠鏡對準了16億光年之外的一個星系(在宇宙尺度上相對較近),朝著印第安星座方向,以期待即將到來的超新星——一顆大質量恆星的輝煌消亡。 由於閃光持續了102秒,它屬於通常與這種史詩般的恆星爆炸相關的“長”伽馬射線暴類別。 但即使經過數月的監測,超新星仍然沒有出現,這推翻了目前關於此類事件的理論,並可能揭示了一種新型的恆星末日。

目前的理解將伽馬射線暴分為持續時間少於兩秒的和持續時間較長的。 後者發生在巨大但年輕的恆星自身坍縮並爆炸時,將宇宙播撒上其元素殘餘物,並留下一個中心黑洞,其物質密度之大,以至於光線都無法逃脫。 前者發生在當一顆老中子星在預先存在的黑洞中螺旋走向死亡時。 除了持續時間的差異外,這兩種型別在釋放的能量型別上也有所不同,短伽馬射線暴會發出快速的、相對高能量的爆發。

但GRB060614(以其發現日期命名)不屬於這兩類。 它的持續時間符合長伽馬射線暴的特徵,而其發射強度更接近短伽馬射線暴。 “我們有很多關於這次爆發的資料,並且為此投入了大量的觀測時間,但我們仍然無法弄清楚是什麼爆炸了,”美國宇航局戈達德太空飛行中心的天文學家尼爾·格雷爾斯解釋說,他是12月21日《自然》雜誌上四篇研究該現象的論文的第一作者。 “所有資料似乎都指向一種新的,但也許並非那麼罕見的宇宙爆炸。”


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事實上,對另一個伽馬射線暴(5月5日的GRB060505)的觀測也缺乏超新星,該伽馬射線暴持續了四秒,而來自現已退役的康普頓伽馬射線天文臺的1990年代的資料暗示了類似的“混合”爆發。 “在近距離觀測到的六個長伽馬射線暴中,有兩個似乎沒有超新星,”赫特福德大學的天體物理學家帕爾·雅各布森指出。 “這可能是一種比我們預期的更常見的爆炸型別,可能是一種新的恆星死亡機制。”

對混合型伽馬射線暴的可能解釋可能是,黑洞的威力太大,以至於垂死的恆星沒有機會成為超新星,或者所討論的大質量恆星的成分與其更壯觀的同類恆星顯著不同。 或者,GRB060614可能見證了一種全新的恆星死亡形式。 “這是一個全新的領域,”格雷爾斯補充道。 “我們沒有任何理論可以指導我們。” 只有一顆垂死恆星的短暫光芒。

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