特殊宇宙輝光「閃瞎」科學家!超強伽馬射線暴或是見證磁星誕生

2020-11-22 騰訊網

天文學家發現了一次特殊的伽馬射線爆發產生的紅外光，這一奇異的光芒不僅比之前認為的更明亮，而且其亮度也超出了傳統模型計算的範圍。

今年5月探測到的這次閃光來自幾光年外的伽馬射線的猛烈爆炸，儘管只有半秒，它瞬間釋放出的能量超過了太陽在整個100億年生命周期內所產生的能量。

這項研究已被《天體物理學雜誌》接受。

美國宇航局(NASA)的哈勃太空望遠鏡在爆炸發生後的3天內迅速捕捉到了這束輝光，並確定它的近紅外發射比預測的要亮10倍，這與傳統模型相悖。這些觀測結果不符合傳統的短伽馬射線爆發的解釋，哈勃望遠鏡的近紅外輻射太亮了。

為了確定這一新現象的確切亮度，研究小組利用位於夏威夷毛納基的W.M.Keck天文臺精確定位其所在星系的精確距離。

利用凱克天文臺的低解析度成像光譜儀(LRIS)和深度成像和多目標光譜儀(DEIMOS)，研究小組確定爆炸來自一個紅移為z=0.55的星系——比最初計算的距離遠了不少。

短伽馬射線爆發是目前宇宙中已知的最具能量和爆炸性的事件之一;它們活得快，死得也快。

科學家們認為，這種現象是2顆中子星合併而成的，這2顆中子星的質量相當於太陽的密度被壓縮成一個小城市的體積。中子星的密度如此之大，以至於在地球上，一茶匙的重量就有十億噸!

中子星合併是非常罕見和極其重要的，因為科學家認為它們是宇宙中重元素的主要來源之一，比如金和鈾。

當短伽馬射線爆發時，科學家們就知道，即將看到一顆千新星，其峰值亮度通常達到經典新星的1000倍。千新星是重元素放射性衰變產生的光學和紅外輝光，是2顆中子星合併或中子星與黑洞合併時所特有的。

而在這次爆發中，科學家們看到的光太亮了，即使是傳統的千新星也無法解釋。

它們為異常明亮的爆炸提供了一種可能的解釋：雖然大多數短伽馬射線爆發可能會導致黑洞，但在這種情況下，中子星合併可能會形成一個磁星，一個具有非常強大磁場的超大質量中子星。磁星將大量能量沉積到千新星的噴射物質中，使其發光更加明亮。

有了這樣的事件，研究小組預計，在未來幾年內，爆炸產生的噴出物將產生射電波長的光。後續的無線電觀測可能最終證明爆炸的起源確實是一個磁星。從中子星合併而來的磁星誕生，以前從未被明確地看到過，因為它們被認為是罕見的結果。

短伽馬射線爆發是由美國宇航局的尼爾·蓋爾斯·斯威夫特天文臺首次探測到的。一經出動其他望遠鏡進行多波長觀測，其他小組迅速出動。他們用Swift天文臺分析了X射線的餘輝，用Las-Cumbres天文臺的全球望遠鏡、哈勃望遠鏡和Keck天文臺分析了光學和近紅外波段的餘輝，並用非常大的陣列分析了射電波段的餘輝。這種特殊的伽馬射線爆發是科學家能夠探測到整個電磁光譜中的光的罕見例子之一。

美國宇航局即將推出的詹姆斯韋伯太空望遠鏡特別適合這種類型的觀測。

譯/前瞻經濟學人app資訊組

參考資料：

[1]https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-11/wmko-ubf111220.php

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