伽马射线暴是已知的宇宙中发生的最具能量和最明亮的事件。伽马射线的短暂闪光通常持续十分之一秒到不到一个小时,伽马射线暴可能会在短时间内照亮整个星系。据信,爆炸是由大质量恒星坍缩、中子星碰撞或中子星与黑洞合并引起的。
尽管我们已经知道它们存在 60 年了,但对于这些引人入胜的事件,仍有很多东西需要了解。它们不仅是短暂的并且出现在天空中的随机位置;伽马射线也大部分被我们的大气层吸收,从而阻碍了它们从地球上的探测。
因此,为了探测它们,科学家们使用天基伽马射线望远镜,这些望远镜在被触发时会自动向地球发送即时消息。这使得天文学家可以使用地球望远镜跟踪探测结果,寻找通常跟随伽马射线的能量较低的“余辉”。
超越整个银河系
2022 年 10 月 9 日,ESA 的 INTEGRAL、NASA 的 Swift 和 Fermi 卫星以及其他太空观测站探测到了伽马射线暴,因此将其命名为 GRB 221009A。这导致荷兰拉德堡德大学的天文学家、宇宙黎明中心的附属科学家 Daniele Bjørn Malesani 将智利的甚大望远镜 (VLT) 指向 GRB 221009A 的方向。
使用 安装在 VLT 上的X-shooter 光谱仪,生成的光谱使 Malesani 和他的团队能够测量到 GRB 221009A 的准确距离。尽管爆发的宿主星系原来位于超过 20 亿光年之外,但这实际上使它成为距离最近的爆发之一。此外,在安全距离的情况下,团队还能够计算出爆发释放的能量总量。
“伽马射线暴总是充满活力,但这一次绝对令人震惊:在它持续的 290 秒内,GRB 221009A 释放的能量大约是太阳在其 45 亿年的整个生命周期中释放的能量的 1,000 倍 , “马莱萨尼说。
换句话说,短暂的爆发比银河系中数千亿颗恒星的总和还要明亮。
通常,此计算假设 GRB 221009A 向所有方向发射了相同数量的能量。但更有可能的是,能量“集中”在我们恰好所在的方向的窄光束中。因此,总能量稍微小一些,但仍然非常高。
无论如何,它是迄今为止探测到的能量最强的伽马射线暴,比以往任何时候都要亮 70 倍。据报道,它甚至 会影响地球的电离层。
“从理论上讲,我们预计这种强大的事件每 10,000 年只会发生一次,”Malesani 解释道。 “这让我们想知道我们的探测是否只是纯粹的运气,或者我们是否对伽马射线暴的性质有误解。”
跟进詹姆斯·韦伯
GRB 221009A 也用詹姆斯·韦伯太空望远镜在更长波长下进行了跟踪。这些观察是由同样在 Radboud 大学的 Andrew Levan 领导的,尽管 Malesani 和其他 DAWNers 也是该团队的一员。
这些观察使天文学家能够进一步表征伽马射线暴。詹姆斯·韦伯望远镜特别有用,因为不幸的是,爆发恰好位于银河系内一层厚厚的宇宙尘埃后面。这与爆发本身无关,但由于它使爆发的光线变暗,因此更难解释结果。韦伯观察了中红外线的余辉,它受灰尘的影响要小得多,可以更好地观察事件。
但即使是韦伯也有缺点
宇宙黎明中心助理教授 Kasper Heintz 参与了这两项研究。他解释说: “预计像 GRB 221009A 这样的伽马射线爆发会与一颗超新星一起爆炸,超新星的光应该‘增加’到爆发本身。但是对于这次爆发,尽管韦伯有巨大的镜子,但它找不到令人信服的证据证明存在一颗明亮的超新星”
那么,这颗超新星只是比正常情况下更暗,还是完全消失了?陪审团还没有定论,这个千载难逢的神秘事件还会带来更多惊喜。
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