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距离地球10亿光年!科学家记录了迄今宇宙中最强大的伽马射线暴

前瞻网    2021-06-06 19:29

 

距离地球超过10亿光年的巨大伽马射线爆炸,是天文学家迄今为止发现和记录的宇宙中最大的爆炸。

位于汉堡的德国电子同步加速器(DESY)的专家称,这种爆炸事件是一颗恒星的死亡和它转变为黑洞的开始。

这是一次巨大的伽马射线爆发,由明亮的X射线和在天空中观测到的伽马射线闪光组成,由遥远的河外源发出。它是由位于纳米比亚的地球高能量立体望远镜(H.E.S.S)支持的太空望远镜Fermi和Swift探测到的。

距离地球10亿光年!科学家记录了迄今宇宙中最强大的伽马射线暴

尽管它距离地球10亿光年,但它被认为是在我们的“宇宙后院”,来自于波江星座(Eridanus)。

发现它的德国团队称,它是迄今为止所发现的伽马暴中能量最大的辐射,也是伽马暴余辉最长的——之前的伽马射线爆发,平均距离地球200亿光年。

这个被命名为GRB 190829A的爆炸,于2019年8月29日首次被探测到。这一观测挑战了伽马射线是如何在这些巨大的恒星爆炸中产生的,而这些爆炸正是黑洞诞生的发端。

DESY的科学家Sylvia Zhu是这篇论文的作者之一,她说这些爆炸是宇宙中最大的爆炸,是由一颗快速旋转的恒星坍塌引起的。这些恒星在变成黑洞之前正处于它们的最后时刻,当一部分释放出来的引力能产生一种极端相对论爆炸波——即伽马射线爆发。

它们的辐射分为两个明显的阶段:最初的混乱提示阶段持续数十秒,然后是一个持久的、平稳的余辉消退阶段。

研究小组可以追踪最初爆炸后三天的高能余辉辐射。这个结果令人惊讶,因为观察发现,X射线和来自余辉的高能伽马射线之间存在着奇怪的相似之处。

现有的理论认为,这两种发射成分必须由不同的机制产生,类似于地球上的粒子加速器产生科学研究所需的明亮X射线。

根据现有的理论,由于“燃尽极限”(burn-off limit),即使是宇宙中最强大的爆炸,似乎也不太可能使电子加速到足以直接产生观测到的高能伽马射线。

但是对GRB 190829A的余辉的观测现在显示,X射线和伽马射线这两种成分同步消失。此外,伽马射线谱与X射线谱的外推结果明显吻合。

总之,这些结果有力地表明,X射线和非常高能的伽马射线在这个余辉中是由相同的机制产生的。而在X射线和高能伽马射线能谱带中观察到如此惊人的相似的光谱和时间特征,是相当令人意外的,如果这两个能量范围的发射有不同的来源的话。

这种可能性的深远意义,突出了对极高能GRB余辉发射进行进一步研究的必要性。

用下一代仪器探测伽马暴的前景,看起来很有希望。这包括目前正在智利安第斯山脉和拉帕尔马加那利岛上建造的切伦科夫望远镜阵列。研究人员预计在极端高能带进行这种定期检测将变得相当普遍,这有助于他们全面了解它们的物理特性。

这篇论文发表在《科学》(Science)杂志上。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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