作者:Tanmoy Laskar 来源:《天体物理学杂志快报》 发布时间:2023/3/30 9:56:11
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最亮伽马射线暴揭示宇宙爆炸新奥秘

 

2022年10月9日,一股强烈的伽马射线辐射脉冲席卷了太阳系,压倒了众多轨道卫星上的伽马射线探测器,并促使天文学家使用世界上最强大的望远镜来研究这一事件。

这个新的放射源,因其发现日期而被称为GRB 221009A,结果证明它是有史以来最亮的伽马射线暴(GRB)。

3月28日,《天体物理学杂志快报》发表的一项研究,从无线电波到伽马射线,包括亚毫米波阵列(SMA),对GRB 221009A进行了观测。观测结果为探索极端宇宙爆炸起源提供了新线索。

GRB 221009A的伽马射线发射持续了300多秒。天文学家认为,这种“长时间”的GRB是黑洞诞生的呐喊。黑洞是由一颗巨大且快速旋转的恒星在自身重量的作用下坍缩而成。新生的黑洞以接近光速的速度发射出强大的等离子体喷流,穿透正在坍缩的恒星并发出伽马射线。

GRB 221009A是有记录以来最亮的爆发,“当喷流撞击垂死恒星周围的气体时,会产生明亮的余辉。”犹他大学物理学和天文学助理教授、研究主要作者Tanmoy Laskar说,“余辉消退得很快,这意味着我们必须在它消失之前迅速捕捉光线。”

作为使用世界上最好的射电和毫米望远镜研究GRB 221009A余辉的活动的一部分,天体物理中心(CfA)的天文学家Edo Berger和Yvette Cendes迅速收集了SMA的数据。

“这次爆发如此明亮,为我们提供了一个独特的机会,能以前所未有的细节探索余辉的详细行为和演变,我们不想错过它!”哈佛大学和CfA的天文学教授Edo Berger说。

“由于其快速响应能力,我们能够快速将SMA转到GRB 221009A的位置。”SMA项目科学家和CfA研究员Garrett Keating说,“团队很高兴看到这个GRB的余晖有多亮,我们能够在它消退时继续监测10多天。

在分析和组合了来自SMA和世界各地其他望远镜的数据后,天文学家感到困惑:毫米波和无线电波的测量结果比基于可见光和X射线的预期要亮得多。

CfA研究助理Yvette Cendes说,“过去的一些GRB显示出短暂的毫米和无线电发射,这被认为是喷流中冲击波的特征,但在GRB 221009A中,过量发射的表现与过去的情况截然不同。”她补充说:“我们很可能已经发现了一种产生多余毫米波和无线电波的全新机制。”

Cendes说,一种可能性是GRB 221009A产生的强大喷流比大多数GRB更复杂。“可见光和x射线可能是由喷流的一部分产生的,而早期的毫米波和无线电波是由另一部分产生的。”

“幸运的是,这种余辉非常明亮,我们将在未来几个月甚至几年继续研究它的无线电发射。”Berger补充道,“在这更长的时间跨度内,我们希望能够破解早期过量排放的神秘起源。”

与这种特定GRB的确切细节无关,使用毫米波望远镜对GRB和类似事件做出快速反应的能力,对天文学家来说是一项至关重要的新能力。

“这次GRB的一个关键教训是,如果没有像SMA这样的快速作用的射电和毫米望远镜,我们将错过关于宇宙中最极端爆炸的潜在发现。”Berger说,“我们永远不知道什么时候会发生什么事件,所以如果我们要利用这些来自宇宙的礼物,就必须尽可能做出反应。”(来源:中国科学报 李惠钰)

相关论文信息:http://doi.org/10.3847/2041-8213/acbfad

 
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