爆炸的恒星發出強大的能量爆發——公民科學家項目對這些明亮的閃光進行分類和了解
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伽馬射線爆發發生在中子星碰撞或巨星爆炸進入黑洞時，釋放出看起來像手電筒窄光束的恒大的的閃超高能光子射流。（圖片來源：uux.cn歐洲南方天文臺）
（神秘的星發行分地球uux.cn）據《對話》（Amy Lien）：Amy Lien是坦帕大學物理學助理教授，她的出強研究興趣在于了解宇宙是如何通過最高能的天體物理爆炸開始和演化的：伽馬射線暴、超新星、公民光進合并中子星和黑洞。科學
當遙遠的家項解恒星爆炸時，它們會發出被稱為伽馬射線爆發的目對明亮能量閃光，這種閃光的類和亮度足以讓地球上的望遠鏡探測到它們。研究這些脈沖也可能來自黑洞和中子星等奇異天體的爆炸爆合并，可以幫助像我這樣的恒大的的閃天文學家了解宇宙的歷史。
太空望遠鏡平均每天探測一次伽馬射線爆發，星發行分加上多年來探測到的出強數千次爆發，一個志愿者團體正在使對這些爆發的公民光進研究成為可能。
2004年11月20日，科學美國國家航空航天局發射了Neil Gehrels Swift天文臺，也稱為Swift。Swift是一臺多波長太空望遠鏡，科學家們正在使用它來了解更多關于這些來自宇宙的神秘伽馬射線閃光的信息。
伽馬射線爆發通常只持續很短的時間，從幾秒鐘到幾分鐘，它們的大部分發射是以伽馬射線的形式進行的，伽馬射線是我們眼睛看不見的光譜的一部分。伽馬射線含有大量能量，會損傷人體組織和DNA。
幸運的是，地球的大氣層阻擋了大多數來自太空的伽馬射線，但這也意味著觀察伽馬射線爆發的唯一方法是通過像Swift這樣的太空望遠鏡。在其19年的觀測過程中，Swift觀測到了1600多次伽馬射線暴。它從這些爆發中收集的信息有助于回到地面的天文學家測量到這些物體的距離。
一位藝術家對雨燕飛船的渲染，背景是伽馬射線爆發。（圖片來源：uux.cn/Spectrum和NASA E/PO，索諾瑪州立大學，Aurore Simonet）
時光倒流
Swift和其他天文臺的數據告訴天文學家，伽馬射線暴是宇宙中最強大的爆炸之一。它們如此明亮，以至于像Swift這樣的太空望遠鏡可以從整個宇宙中探測到它們。
事實上，伽馬射線暴是望遠鏡觀測到的最遠的天體物理物體之一。
由于光以有限的速度傳播，天文學家在更遠地觀察宇宙時，實際上是在回顧時間。
有史以來觀測到的最遠的伽馬射線爆發發生在如此遙遠的地方，以至于它的光花了130億年才到達地球。因此，當望遠鏡拍攝伽馬射線爆發的照片時，他們觀察到了130億年前的事件。
伽馬射線暴使天文學家能夠了解宇宙的歷史，包括恒星的出生率和質量如何隨時間變化。
伽馬射線暴的類型
天文學家現在知道，伽馬射線爆發基本上有兩種——長伽馬射線爆發和短伽馬射線爆發。它們是根據脈沖持續的時間來分類的。長伽馬射線爆發的脈沖長度超過兩秒，至少其中一些事件與超新星爆炸恒星有關。
當一顆大質量恒星，或者一顆質量至少是太陽八倍的恒星，耗盡燃料時，它會爆炸成超新星，坍塌成中子星或黑洞。
中子星和黑洞都非常緊湊。如果你把整個太陽縮小到大約12英里的直徑，或者曼哈頓的大小，它的密度就會像中子星一樣大。
一些質量特別大的恒星在爆炸時也會發射出噴流。這些噴流是由結構化磁場和帶電粒子提供動力的集中光束。當這些噴流指向地球時，像Swift這樣的望遠鏡將探測到伽馬射線爆發。
另一方面，短伽馬射線暴的脈沖短于兩秒。天文學家懷疑，這些短爆發大多發生在兩顆中子星或一顆中子星與黑洞合并時。
當一顆中子星離另一顆中子恒星或黑洞太近時，這兩個物體將圍繞彼此運行，隨著它們通過引力波失去部分能量，它們會越來越近。
這些物體最終合并并發射出短噴流。當短噴流指向地球時，太空望遠鏡可以將其探測為短伽馬射線爆發。
伽馬射線暴的分類
將爆發分為短爆發或長爆發并不總是那么簡單。在過去的幾年里，天文學家發現了一些與超新星有關的奇特的短伽馬射線爆發，而不是預期的合并。他們發現了一些與合并而非超新星有關的長伽馬射線爆發。
這些令人困惑的案例表明，天文學家并不完全了解伽馬射線暴是如何產生的。他們認為，天文學家需要更好地了解伽馬射線脈沖的形狀，才能更好地將脈沖與其起源聯系起來。
但很難系統地對不同于脈沖持續時間的脈沖形狀進行分類。脈沖形狀可能極其多樣和復雜。到目前為止，即使是機器學習算法也無法正確識別天文學家感興趣的所有詳細脈沖結構。
伽馬射線暴有各種不同的形狀，這些形狀描述了它們如何隨著時間的推移釋放能量。以下是Swift探測到的伽馬射線暴的一小部分，它捕捉到了這些脈沖形狀的多樣性。（圖片來源：uux.cn美國國家航空航天局）
社區科學
我和我的同事通過美國國家航空航天局獲得了志愿者的幫助，以識別脈沖結構。志愿者學習識別脈搏結構，然后在自己的電腦上查看圖像并進行分類。
我們的初步結果表明，這些志愿者——也被稱為公民科學家——可以快速學習和識別伽馬射線脈沖的復雜結構。分析這些數據將有助于天文學家更好地了解這些神秘的爆發是如何產生的。
我們的團隊希望了解樣本中更多的伽馬射線爆發是否挑戰了之前的長短分類。我們將利用這些數據通過伽馬射線暴觀測更準確地探測宇宙歷史。
這個名為“爆裂追逐者”的公民科學項目自我們的初步結果以來一直在發展，我們正在積極招募新的志愿者加入我們的行列，研究這些爆裂背后的神秘起源。