超新星爆發:伽馬射線暴只屬於最強者

2020-12-07 快科技

天文學家使用甚大陣射電望遠鏡（VLA）發現，產生伽馬射線暴（GRB）的超新星爆發與不產生的爆發之間存在「缺失的一環」。

科學家發現，於2012年觀測到的一個恆星爆發具有產生伽馬射線暴的很多特徵，但最終卻並沒有產生。

「這是一個驚人的結果，為解釋這些爆發背後的機制提供了一個重要的視角，」哈佛-史密松天體物理中心（CfA）的薩彥·查克拉博蒂說。「這一發現填補了伽馬射線暴與其他此類超新星之間的空白，讓我們了解到在爆發中可能存在大範圍的活動。」

超新星2012ap（SN 2012ap）是一個核心坍縮型超新星。當一個超大質量恆星核心的核聚變反應不再能提供支撐恆星外層重量所需的能量，恆星核心坍縮為超密度中子星或黑洞，其餘物質在超新星爆炸中被噴向宇宙。在這種超新星爆發最常見的類型中，恆星物質像近乎球形的泡沫一樣，向外迅速膨脹，但速度遠小於光速。這種爆發不會產生伽馬射線暴。

在一小部分情況下，坍縮的物質被吸入一個圍繞中子星或黑洞的曇花一現的吸積盤中。吸積盤兩極產生接近光速的物質噴流。吸積盤與噴流一起被稱為「引擎」，這種爆發能夠產生伽馬射線暴。

然而，這一新的研究表明，並不是所有有「引擎」的超新星爆發都能產生伽馬射線暴。「SN 2012ap有接近光速的噴流，這些噴流在迅速減緩，和我們在伽馬射線暴中觀測到的一樣，」來自CfA的艾麗西亞·索德伯格說。

「我們發現，在這種超新星爆發中存在很多不同類型的引擎，」查克拉博蒂說。「有更強的引擎和更輕的粒子的爆發能夠產生伽馬暴，而引擎較弱粒子更重的爆發則不能產生。」

「SN 2012ap的觀測結果表明，引擎的性質在決定超新星爆發的特點中起著決定性的作用。」索德伯格說。

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    這是有記錄以來探測到的強度最大的伽馬射線暴(GRB)事件，這一事件讓科學家們重新思考現有的有關這種爆發事件的形成機制理論是否需要修正。可以看到此次伽馬射線暴GRB 130427A發生前後的明顯信號變化伽馬射線暴原理示意圖一般認為，伽馬射線暴是由大質量恆星突然塌縮後形成的黑洞所驅動的。黑洞的形成會驅使大量相對論性粒子穿越塌縮物質，形成劇烈的衝擊波，並引發伽馬射線輻射。
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    伽馬射線暴發現於1967年，最初時是美國人為了監測前蘇聯的核試驗而發現的，美國的間諜衛星發現每天都有1到2次伽馬射線突然增強的現象，一度認為前蘇聯在頻繁進行核試驗，但又不相信他們每天都在進行核試驗，所以後來又發現這種射線爆發來自宇宙深空，後來天文學家們研究後認為它們大多產生於超新星爆發或者大質量天體合併現象。
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    在過去的幾年裡，已有確鑿的證據表明至少有一些伽馬射線暴與超新星有關。一些伽馬射線暴被觀察到在較長的波長中有「餘輝」——也就是說，首先你會觀察到伽馬射線，然後是x射線，然後是紫外線，然後是可見光。超新星通常由它們的光學「光變曲線」來識別，也就是光隨時間變化的方式。當天文學家記錄了一些伽馬射線暴的餘輝並在光變曲線中看到了超新星的清晰特徵時，確鑿的證據出現了。
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  • 科學家發現迄今為止宇宙最強伽馬射線暴,對我們有何影響?
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    首先，要明白什麼是「伽馬射線暴」？其是超新星爆炸時，極短（0.1秒—1000秒）時間內釋放的巨大的能量。這個能量有多大呢？「伽馬射線暴」，誕生出生命，進化出文明！但近些年來，有科學家研究發現，在5億年前，地球可能被「伽馬射線暴」關照過，造成過一次生物大滅絕！以上是「伽馬射線暴」的分析，那麼離地球7500光年外是一顆什麼星？為什麼說它一定會產生「伽馬射線暴」呢？
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    在宇宙裡，有許多現象非常奇特，也異常暴烈，其中最有名、最神秘，也最暴烈的就是伽馬射線伽馬射線是一種波長比X射線還短的電磁波，它的波長只有0.001納米，這是種貫穿力極強、殺傷力也極大的射線。它的大爆發，可以在幾秒或幾十秒內使能量達到超新星爆發的幾百倍，甚至是太陽終其一生即100億年所發出能量的總和。
  • 伽馬射線暴是如何產生的?讀完這篇文章或許你會找到答案
    一些伽馬射線暴被觀察到在較長的波長中有「餘輝」——也就是說，首先你會觀察到伽馬射線，然後是x射線，然後是紫外線，然後是可見光。超新星通常由它們的光學「光變曲線」來識別，也就是光隨時間變化的方式。當天文學家記錄了一些伽馬射線暴的餘輝並在光變曲線中看到了超新星的清晰特徵時，確鑿的證據出現了。
  • 伽馬射線暴抹殺生命只需要1秒,而在4.5億年前,地球體驗了一次
    伽馬射線暴5次生物大滅絕事件，只有恐龍的那次是因為外來天體撞擊，其他4次都和外來天體撞擊無關。第一次生物大滅絕事件又稱奧陶紀生物大滅絕，它的背後是伽馬射線暴，綽號宇宙死神。老實說，這個綽號一點也不過分，外來天體撞擊還有能給星球留下一線生機，被伽馬射線暴命中，結果就難說了。
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    伽馬射線暴：最強大爆發 如光柱穿透宇宙塵埃 (2/2) "← →"翻頁
  • 在太陽系附近有沒有短期內威脅人類生存的超新星或伽馬射線暴爆發
    這個擔心並不多餘，超新星爆發和伽馬射線暴已經多次影響地球了，奧陶紀生物大滅絕就是一個最典型的例子。卡瑪射線暴被認為是宇宙最頂級的殺手，有科學家認為，宇宙中90%的文明是被卡瑪射線暴清除掉的。卡瑪射線暴在宇宙中經常出現，就會清空周邊若干光年範圍內的生命或者智慧體，使宇宙文明很難升級到高等級文明，這或許是人類一直難以找到地外文明的原因之一吧。而宇宙伽馬射線暴主要來源，就是超新星爆發和大質量天體的碰撞。這種爆發包括大質量恆星死亡、黑洞相撞、中子星碰撞等等，白矮星吸積或碰撞也會發生超新星爆炸。根據星體質量大小，爆發出的伽馬射線能量也有大小。
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    宇宙中的劇烈時間很多，比如超星系爆發、小行星撞擊都是其中非常危險的一種，地球上的生命就連太陽這樣質量並不算大的恆星所引發的氦閃都難以抵禦，更別說宇宙中還有那些超強的天體爆發。在眾多的劇烈的宇宙活動中，伽馬射線暴算是一個非常有威脅的事件，它能夠影響的距離不像氦閃、超新星爆發那樣僅限在行星系範圍內或者周邊不遠，伽馬射線暴能夠毀滅很大範圍內的生命體。