短伽瑪射線暴:宇宙中最猛烈的爆發,疑為中子星合併

2020-12-05 海外黃老邪

伽瑪射線暴是宇宙中最猛烈的爆發，它們在 50 秒內釋出的能量相當於銀河系 200 年總輻射能量。最近天文學家在宇宙遙遠一端發現了新的短伽瑪射線暴餘暉，距離我們遠達 100 億光年，也就是說發生在大爆炸後僅 38 億年。

這場事件被命名為 SGRB181123B。伽瑪射線的持續時間一般介於 0.01秒～1000 秒左右，以 2 秒為界，可以分為長伽瑪射線暴（long gamma-ray bursts）和短伽瑪射線暴（short gamma-ray bursts，SGRB）。而伽瑪射線暴爆發過後，望遠鏡可以在其它波段觀測到輻射，稱為伽瑪射線暴的餘暉。根據波段不同可分為 X 射線餘暉、光學餘暉、無線電餘暉等，通常隨時間指數式衰減，X 射線餘暉能夠持續幾個星期，光學餘暉和無線電餘暉則能持續幾個月到一年。

整體來說，短伽瑪射線暴非常罕見，天文學家目前推測最可能是發生在 2 顆中子星合併之際，每年大概僅能檢測到 7、8 個短伽瑪射線暴，加上它們的餘暉通常最多只持續幾小時，時間短到無法讓天文學家好好觀察，也因此可想見，當美國西北大學團隊發現距離遠達我們 100 億光年的超微弱短伽瑪射線暴時，該有多麼興奮。

2018 年，NASA 的尼爾格雷爾斯雨燕天文臺（Neil Gehrels Swift Observatory）首度發現該事件，但並不知道這場爆炸距離我們多遠，西北大學團隊接著利用北雙子望遠鏡測量 SGRB181123B 的光學餘暉。

由於雙子座望遠鏡拍下的圖像非常清晰，讓研究人員能夠精確定位宇宙中特定星系的位置，在利用南雙子望遠鏡上的近紅外光譜儀拍攝宿主星系的光譜後，研究人員意識到他們偶然發現比其他已知伽瑪暴都還要遙遠 SGRB，當時宇宙還只是個少年。

在這一刻找到 SGRB 意味著，當年少宇宙正在忙著形成大量恆星、迅速形成星系時，某處已經有經歷出生、演化和死亡的中子星對融合了，這也許會改變我們對中子星合併需要多長時間的理解，以及在年少宇宙時期合併的中子星對，彼此融合的速度有多快。

新論文發表在《天文物理期刊通訊》（the Astrophysical Journal Letters）。

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    這場名為SGRB181123B的伽瑪射線暴發生在宇宙大爆炸後38億年（即100億年前）。伽瑪射線暴是宇宙中能量最高、亮度最高的一些爆炸，最有可能發生在兩顆中子星合併的時候。雙子座天文臺觀測的圖像非常清晰，使天文學家能夠精確定位宇宙中某個特定星系的位置。為了揭示伽瑪射線暴與地球的距離，研究小組隨後訪問了位於雙子座南天文臺的一臺近紅外光譜儀，該光譜儀可以探測更紅的波長。通過拍攝宿主星系的光譜，研究人員才意識到他們偶然發現了一個遙遠的伽瑪射線暴。
  • 在100億光年外，發現遙遠的伽瑪射線暴，當時宇宙才38億歲
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  • 距我們一百億光年,發現了遙遠的伽瑪射線暴,那時宇宙只有38億歲
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  • 為什麼宇宙中有伽馬射線暴?卻沒有阿爾法射線暴和貝塔射線暴?
    1，α射線α射線是高速運動的α粒子流α粒子是核反應過程中產生的，它由兩個中子和兩個質子構成，本質上是氦的同位素氦4的原子核。α粒子是帶兩個單位正電的高能粒子，質量很大為氫原子的4倍，速度可達每秒2萬公裡。
  • 伽瑪射線爆發是什麼?它又是如何引起的?
    伽瑪射線是一種基於原子核的衰變，而被釋放的電磁輻射。一個原子含有一個原子核，一個原子核由質子和中子組成。在更多的自然發生的核素中，次原子級粒子的結構是穩定的。然而，在同一個原子中，使這些粒子在一起的能量並不強大，因此原子核變得不穩定，為了達到穩定的狀態開始失去質子和中子。
  • 伽馬射線暴是什麼?地球會被伽馬射線暴的超高能量完全蒸發掉嗎?
    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。
  • 伽瑪射線暴能做到,僅需1秒
    伽瑪射線暴伽瑪射線的威名，大家多多少少都有些耳聞。伽瑪射線是宇宙中最危險的射線之一，它是一種原子核射線，對於生命體有著超強的殺傷力。我們所探測到的伽瑪射線大部分都來源於銀河系之外，它們經過長途跋涉後，才來到了銀河系中，能量被削弱了不少。
  • 伽瑪射線暴X射線能譜的發射線探測研究獲進展
    伽瑪射線暴是宇宙中劇烈的爆發現象，高能伽瑪射線輻射過後的X射線、光學、射電等波段的餘輝輻射研究，是確定爆發前身星和星周環境基本物理性質的關鍵。伽瑪暴通常被認為是銀河系外的輻射，而餘輝的X射線線特徵探測，是確認伽瑪射線暴紅移（即距離）的重要手段。
  • 伽瑪射線暴X射線能譜的發射線探測研究獲進展
    伽瑪射線暴是宇宙中劇烈的爆發現象，高能伽瑪射線輻射過後的X射線、光學、射電等波段的餘輝輻射研究，是確定爆發前身星和星周環境基本物理性質的關鍵。伽瑪暴通常被認為是銀河系外的輻射，而餘輝的X射線線特徵探測，是確認伽瑪射線暴紅移（即距離）的重要手段。
  • 這道恐怖又神秘的光線憑什麼成為宇宙中最恐怖的射線？
    在所有可能影響我們地球的宇宙災難中，伽馬射線爆發引起的輻射攻擊無疑是最具災難性的事件之一。伽馬射線暴俗稱「GRB」，它們會釋放大量的伽瑪射線，這是已知最致命的輻射之一。如果一個人恰好在產生伽馬射線的物體附近，他會立即灰飛煙滅，可能連灰都不剩。伽馬射線爆發還可能會影響生命的DNA，在爆發結束很久之後就會造成遺傳損害。如果這件事在地球歷史上發生過，那很可能會改變我們星球上生命的演變。