改变游戏规则的长伽马射线暴,起源自千新星

在关注异常明亮的伽马射线暴起源时,科学家发现一个可能颠覆过去数十年研究的事件,这场长伽马射线暴并非来自预期的超新星,而是双中子星整合引发的千新星。

伽马射线暴(Gamma Ray Burst,GRB)是宇宙中最明亮、活力最高的爆炸,大致分为2个类型:长暴(long burst)与短暴(short burst),两者以持续持间2秒为界。长暴一般认为起源于大质量恒星塌缩为黑洞的超新星过程,通常位于有大量活跃恒星形成的年轻星系;短暴则起源于2个致密天体(中子星、黑洞等)并合,通常位于恒星形成数量很少的古老、安静区域。

2021年12月,仪器探测到10亿光年名为GRB211211A的长暴事件,于太空躲过50秒,研究人员立刻收集世界各地多台望远镜数据迅速搜索GRB区域,以寻找超新星爆炸余辉。

然而每个研究团队都得出令人费解的结论:GRB附近没有任何超新星爆发。

西北大学团队反而在爆炸现场的近红外图像中发现另一个令人难以置信的物体,该物体在探测到GRB的数天内达到峰值亮度,接着消失归于黑暗,从物体光度、颜色到持续时间,都表明这是2颗中子星碰撞引起的千新星(kilonova)。

千新星亮度仅典型超新星爆炸的1~10%,过去10年来,天文学家通常是在探测短暴时发现千新星;而中子星碰撞发布短暂而强烈的高能辐射并不奇怪,但明显起源于双中子星碰撞引发的长暴,却是科学家第一次见到。

这些发现颠覆了科学家对GRB起源的既定知识,但也为揭开GRB秘密带来新途径。此外,正如2017年首度发现双中子星整合时制造了大量重元素(黄金、铂金),另一组科学家对GRB211211A进行建模,发现爆炸产生了约地球质量1,000倍的重元素。

与GRB211211A相关的5篇新论文发布在《自然》、《自然天文学》期刊。

(首图来源:NASA)