有史以來(lái)最明亮的伽馬射線(xiàn)爆發(fā)迫使天文學(xué)家重新思考他們的理論。(圖片鳴謝:NASA/Swift/A. Beardmore(萊斯特大學(xué)))
（神秘的伽馬地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（羅伯特·李）：科學(xué)家可能最終知道是什么讓人類(lèi)有史以來(lái)最大的宇宙爆炸如此強(qiáng)大。
天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，射線(xiàn)有史以來(lái)最亮的爆發(fā)爆炸伽馬射線(xiàn)爆發(fā)(GRB)具有獨(dú)特的噴流結(jié)構(gòu)，并伴隨著異常大量的最大爆恒星物質(zhì)。
這可能解釋了爆炸的有史已知極端性質(zhì)，據(jù)信爆炸是最明自宇宙大炸在距離地球約24億光年的射手座方向的一顆大質(zhì)量恒星經(jīng)歷完全引力坍縮產(chǎn)生黑洞時(shí)發(fā)生的，也解釋了為什么它的伽馬余輝持續(xù)了這么長(zhǎng)時(shí)間。
GRB正式命名為GRB 221009A，射線(xiàn)但昵稱(chēng)為船，爆發(fā)爆炸或有史以來(lái)最亮的最大爆，于2022年10月9日被發(fā)現(xiàn)，有史已知由于其極端的最明自宇宙大炸性質(zhì)，從其他伽瑪暴中脫穎而出。伽馬它被視為高能伽馬射線(xiàn)的巨大閃光，隨后是許多波長(zhǎng)光的低褪色余輝。
“GRB 221009A代表著我們對(duì)伽馬射線(xiàn)爆發(fā)的理解向前邁出了一大步，并證明了最極端的爆炸不遵守為普通伽馬射線(xiàn)爆發(fā)假設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)物理學(xué)，”喬治華盛頓大學(xué)研究員兼該研究的主要作者布倫丹·奧康納在一份聲明中說(shuō)。在2023年10月首次發(fā)現(xiàn)GRB號(hào)之后，奧康納領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)繼續(xù)在智利用雙子座南方望遠(yuǎn)鏡監(jiān)測(cè)它。
西北大學(xué)博士生Jillian Rastinejad也是最初發(fā)現(xiàn)該船后于10月14日觀(guān)察該船的團(tuán)隊(duì)成員之一，他告訴《生活科學(xué)》, GRB 221009A被認(rèn)為比其他高能伽瑪暴亮至少10倍。
她說(shuō):“已經(jīng)從這個(gè)GRB探測(cè)到光子，它的能量超過(guò)了大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)產(chǎn)生的能量。”。
甚至在這艘船被發(fā)現(xiàn)之前，伽馬射線(xiàn)暴就已經(jīng)被認(rèn)為是宇宙中最強(qiáng)大、最猛烈和最有能量的爆炸，能夠在幾秒鐘內(nèi)爆發(fā)出相當(dāng)于太陽(yáng)在大約100億年的一生中產(chǎn)生的能量。這些爆炸有兩種類(lèi)型，長(zhǎng)時(shí)間和短時(shí)間，可能有不同的發(fā)射機(jī)制，都導(dǎo)致黑洞的產(chǎn)生。
對(duì)強(qiáng)大的GRB的進(jìn)一步研究揭示了它獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和亮度。GRB寬得驚人。事實(shí)上，它如此之寬，以至于天文學(xué)家最初看不到它的邊緣。
“我們的工作清楚地表明，GRB具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，觀(guān)察逐漸揭示了一個(gè)狹窄的噴流嵌入在一個(gè)更廣泛的氣體流出中，而通常預(yù)計(jì)會(huì)有一個(gè)孤立的噴流，”合著者兼巴斯大學(xué)物理學(xué)系科學(xué)家Hendrik Van Eerten在一份聲明中說(shuō)。
因此，GRB 221009A的噴流看起來(lái)既有寬又有窄的“翅膀”,這使它有別于其他的伽瑪暴噴流。這可以解釋為什么在最初發(fā)現(xiàn)后的幾個(gè)月里，天文學(xué)家仍然可以在多個(gè)波長(zhǎng)上看到這艘船的余輝。
Van Eerten和他的團(tuán)隊(duì)有一個(gè)理論來(lái)解釋是什么賦予了這艘船獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。
“GRB噴流需要穿過(guò)形成它們的塌縮恒星，”他說(shuō)。“我們認(rèn)為在這種情況下造成差異的是恒星物質(zhì)和噴流之間發(fā)生的混合量，這樣，激波加熱的氣體一直出現(xiàn)在我們的視線(xiàn)中，直到任何特征噴流信號(hào)都將消失在余輝的整體發(fā)射中。”
范·厄爾滕還指出，這些發(fā)現(xiàn)不僅有助于理解這艘船，也有助于理解其他異常明亮的伽瑪暴。
“GRB 221009A可能相當(dāng)于長(zhǎng)伽瑪暴的羅塞塔石碑，迫使我們修改我們關(guān)于相對(duì)論性外流如何在坍縮的大質(zhì)量恒星中形成的標(biāo)準(zhǔn)理論，”奧康納補(bǔ)充道。
這一發(fā)現(xiàn)可能會(huì)為未來(lái)的伽瑪暴研究奠定基礎(chǔ)，因?yàn)榭茖W(xué)家們?cè)噲D解開(kāi)仍然圍繞這些強(qiáng)大的能量爆發(fā)的謎團(tuán)。這些發(fā)現(xiàn)也可以幫助物理學(xué)家更好地模擬GRB噴流的結(jié)構(gòu)。
“很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，我們一直認(rèn)為噴氣式飛機(jī)的形狀像冰淇淋甜筒，”該研究的合著者、喬治華盛頓大學(xué)物理學(xué)副教授亞歷山大·范德霍斯特說(shuō)。“然而，近年來(lái)的一些伽馬射線(xiàn)爆發(fā)，特別是這里介紹的工作，表明我們需要更復(fù)雜的模型和伽馬射線(xiàn)爆發(fā)噴流的詳細(xì)計(jì)算機(jī)模擬。”
該小組的研究詳細(xì)發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。