宇宙的「怒吼」：伽瑪射線暴
科學家們利用位於智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波射電望遠鏡陣(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,簡稱ALMA)進行的觀測首次直接描繪了伽馬射線爆發（GRBs）宿主星系裡的分子氣體塵埃。伽馬射線爆發是宇宙裡最大的爆炸。出人意料的是，所觀察到的氣體比預想的更少，而塵埃反而更多，使得某些GRBs看起來像「昏暗的GRBs」。這項研究被發表在6月12日的期刊《自然》上，它也是首次公開發表的ALMA對GRBs的科研結果。這顯示了ALMA具有幫助我們更好理解這些天體的潛力。
這張藝術家概念圖描繪了基於ALMA的觀測伽馬射線爆發GRB020819B的環境。
伽馬射線爆發（GRBs）是遙遠星系裡極其高能量的密集爆發，它是宇宙裡最明亮的爆炸性現象。持續時間為幾秒的爆發被稱為長時間伽馬射線爆發（LGRBs），它與超新星的爆炸密切相關，後者是巨大恆星在生命末期產生的巨大爆炸。
在幾秒的時間內，典型爆發釋放的能量相當於太陽在整個100億年的生命周期裡所釋放的能量。爆炸本身會伴隨緩慢衰退的放射，被稱為餘暉，據稱它是由被噴射的物質和周圍的氣體碰撞產生的。然而，有些神秘的伽馬射線爆發似乎並沒有餘暉——它們被稱為昏暗爆發。其中一種可能的解釋便是塵埃雲吸收了餘暉輻射。
在近些年，科學家們一直致力於通過調查宿主星系以便更好地理解GRBs是如何形成的。天文學家認為在星系中央活躍的恆星形成區域將會發現GRB先祖的巨大恆星，而這片區域周圍被大量的分子氣體所包圍，後者是恆星形成的燃料。然而，目前尚未有任何觀測結果支持這一理論，使得它成為長久存在的一個謎題。
由日本國家天文臺、京都大學研究生院博士後研究員Bunyo Hatsukade帶領的日本天文學家小組利用ALMA監測了兩個昏暗LGRB宿主行星——GRB 020819B 和GRB 051022——分子氣體裡的無線電發射，這兩個星系距離地球分別為43億和69億光年遠。儘管在此之前從未在GRB宿主星系內監測到這樣的無線電發射，ALMA因其前所未有的高度敏感性使得一切變為可能。
研究小組成員、日本東京大學的和野太郎（Kotaro Kohno）教授表示：「在過去的10年間，我們利用全世界各地不同的望遠鏡一直在尋找GRB宿主星系的分子氣體。利用強大的ALMA我們終於獲得了突破性進展。我們對已經取得的成就感到非常激動。」
ALMA超高解析度獲得的另一個了不起的成就便是揭示了GRB宿主星系裡分子氣體和塵埃的分布。對GRB020819B的觀測揭示了宿主星系邊界存在一個塵埃異常豐富的環境，而分子氣體只發現存在於星系中央。這是首次揭示GRB宿主星系裡的塵埃分子氣體分布。
「我們並未預料GRBs存在於這樣一個多塵埃環境，也即分子氣體/塵埃比率是如此的低。這表明GRB產生的環境與典型的恆星形成區域存在本質的不同，」 Hatsukade這樣說道。這表明當巨大恆星以GRBs的形式死亡時，它會在爆炸前改變恆星形成區域的環境。研究小組相信GRB裡較高的塵埃分子氣體比率的一個可能解釋便是兩者對紫外線輻射的反應有所不同。由於組成分子的原子鍵暴露在紫外線輻射下很容易斷裂，因此分子氣體很難存活於恆星形成區域裡炙熱巨大恆星產生的強大紫外線輻射環境。儘管在GRB 051022也發現了相似的分布樣式，但因為解析度欠佳（GRB 051022比GRB 020819B 更遙遠）而有待證實。無論如何，ALMA的觀測支持了這一假設，也即塵埃吸收了餘暉輻射，導致昏暗的伽馬射線爆發。
「這次獲得的結果遠超出我們的預期。我們需要對其他GRB宿主星系進行進一步觀測以證實這是否是GRB的普遍環境條件。我們非常期待未來利用性能得到進一步提高的ALMA進行更深入的研究。」 Hatsukade這樣說道。