近期伽馬射線暴可能是觀測史上最亮

這場“絕對驚人”的宇宙爆發據估計是萬年一遇的事件

XMM-Newton images recorded 20 dust rings

被稱為“BOAT”,即“有史以來最亮”的伽馬射線暴 GRB 221009A 於 2022 年 10 月 9 日席捲地球。這場爆發源於銀河系外的源頭,能量非常強大,以至於照亮了銀河系內的塵埃雲,在歐空局 XMM-牛頓空間望遠鏡的影像中產生了同心環。

研究人員報告稱,去年秋天,一場銀河系外爆發的光芒穿過內太陽系,其亮度是科學家觀測到的任何其他此類爆發的 70 倍。

來自爆炸的輻射——被稱為 伽馬射線暴 (GRB) 的 GRB 221009A ——於 2022 年 10 月 9 日席捲地球。它使多個太空望遠鏡上的伽馬射線探測器飽和,因此獲得了暱稱 BOAT,是“有史以來最亮”的縮寫。

天文學家在隨後的幾個月裡繼續使用各種儀器研究 BOAT,以進一步描述這場爆炸。這些努力只會增加 BOAT 的傳奇色彩。


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路易斯安那州立大學物理學和天文學助理教授埃裡克·伯恩斯 (Eric Burns) 在夏威夷舉行的美國天文學會高能天體物理學分會第 20 次會議的新聞釋出會上表示:“這只是一次絕對驚人的爆發。它非常 необыкновенно;我們從未見過任何與之接近的東西。”

伯恩斯補充說:“BOAT 是萬年一遇的事件。“因此,很有可能這是自人類文明開始以來襲擊地球的最亮伽馬射線暴。”

有史以來最亮的爆炸

GRB 是宇宙中最強大的爆炸。它們在短短幾秒鐘內產生的能量比地球太陽在其 100 億年的整個壽命中產生的能量還要多。

天文學家識別出兩個不同的類別:短 GRB,持續時間約為兩秒或更短;以及長 GRB,可以持續數分鐘。天文學家說,短 GRB 很可能由超高密度恆星屍體(稱為中子星)的碰撞產生。另一方面,大多數長 GRB 是由大質量恆星坍縮和死亡時誕生的黑洞產生的。

“所以,你會發生核心坍縮;這會創造一個黑洞。 黑洞 驅動著以略低於光速的速度向外傳播的噴流,”伯恩斯說。

他補充說:“當這些噴流向外傳播時,它們會以瞬時伽馬射線暴發射的形式釋放能量。“隨後是所謂的餘輝,在稍後的時間,沉積到該恆星中的能量會引發超新星爆炸。”

BOAT 是一個長 GRB,因此研究人員預計會在其所在地(距地球約 19 億光年的地點)出現超新星。但是,儘管他們使用 NASA 的 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡哈勃太空望遠鏡 以及其他儀器搜尋該區域,但尚未找到超新星。

荷蘭內梅亨拉德堡大學的天體物理學教授安德魯·列文 (Andrew Levan) 在 美國宇航局週二釋出的一份宣告 (在新標籤頁中開啟) 中說:“如果它在那裡,它就非常微弱。“我們計劃繼續尋找,但有可能整顆恆星直接坍縮成了黑洞,而不是爆炸。”

為何如此明亮?

GRB 噴流往往相對狹窄,因此大多數噴流不會掃過地球。但這些天體物理事件雖然極端,但卻很常見,可以大量觀察到。伯恩斯說,天文學家利用 NASA 的 費米伽馬射線太空望遠鏡 和俄羅斯儀器 Konus(該儀器搭載在 NASA 的 Wind 太空飛船上)等工具收集的資料,已經編目了大約 12,000 個 GRB。

他領導了一項深入研究 GRB 記錄的分析,確定了 BOAT 的亮度。其他工作表明,這種極高的亮度並非源於過於強大的噴流。

亞利桑那大學天文學助理教授凱特·亞歷山大 (Kate Alexander) 在週二的新聞釋出會上說:“當您比較這個噴流中的能量時,它與我們在其他 GRB 中看到的噴流能量非常相似。”

她補充說:“那麼,為什麼它如此明亮呢?”“事實證明,這個噴流中的所有能量都集中在一個非常狹窄的角度。因此,這個噴流中所有移動的粒子都非常、極其狹窄地匯聚在一起,而這個狹窄的光束恰好聚焦在地球上。”

她將這種效應比作花園軟管,BOAT 的噴流類似於透過使用收縮噴嘴獲得的更強烈的噴霧。

幾個月前,由於從地球的角度來看,源區域移動到了 太陽 後面,天文學家不得不暫停對 BOAT 的一些觀測。但該區域現在又重新進入視野,研究人員已準備就緒。

列文在週二的電話會議上說:“包括哈勃和韋伯在內的更多觀測將在未來幾周和幾個月內進行。”

他和許多其他研究人員特別渴望確定 BOAT 是否產生了超新星。

列文說:“請關注這個空間,我們希望能夠得到更確鑿的答案!”

研究人員在 《天體物理學雜誌快報》特刊中報告了這些和其他 BOAT 結果。

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Mike Wall 自 2010 年以來一直為 Space.com 撰稿。他關於尋找外星生命的書籍《Out There》於 2018 年 11 月 13 日出版。在成為科學作家之前,邁克爾曾擔任爬行動物學家和野生動物生物學家。他擁有澳大利亞悉尼大學進化生物學博士學位、亞利桑那大學學士學位以及加州大學聖克魯斯分校科學寫作研究生證書。

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