奇异伽马射线暴指向恒星自杀的新形式

有史以来观测到的最明亮的恒星爆炸之一推翻了关于恒星如何壮观死亡的现有理论。

作者:大卫·比埃洛

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6月14日,美国宇航局斯威夫特卫星上的爆发警报望远镜接收到伽马射线,这是宇宙中最强大的爆炸之一正在发生的第一个警告,一颗恒星正在经历它的死亡阵痛。几分钟或几小时内,世界各地的许多天文学家将望远镜对准了16亿光年之外的一个星系(在宇宙尺度上相对较近),朝着印第安星座方向,以期待即将到来的超新星——一颗大质量恒星的辉煌消亡。 由于闪光持续了102秒,它属于通常与这种史诗般的恒星爆炸相关的“长”伽马射线暴类别。 但即使经过数月的监测,超新星仍然没有出现,这推翻了目前关于此类事件的理论,并可能揭示了一种新型的恒星末日。

目前的理解将伽马射线暴分为持续时间少于两秒的和持续时间较长的。 后者发生在巨大但年轻的恒星自身坍缩并爆炸时,将宇宙播撒上其元素残余物,并留下一个中心黑洞,其物质密度之大,以至于光线都无法逃脱。 前者发生在当一颗老中子星在预先存在的黑洞中螺旋走向死亡时。 除了持续时间的差异外,这两种类型在释放的能量类型上也有所不同,短伽马射线暴会发出快速的、相对高能量的爆发。

但GRB060614(以其发现日期命名)不属于这两类。 它的持续时间符合长伽马射线暴的特征,而其发射强度更接近短伽马射线暴。 “我们有很多关于这次爆发的数据,并且为此投入了大量的观测时间,但我们仍然无法弄清楚是什么爆炸了,”美国宇航局戈达德太空飞行中心的天文学家尼尔·格雷尔斯解释说,他是12月21日《自然》杂志上四篇研究该现象的论文的第一作者。 “所有数据似乎都指向一种新的,但也许并非那么罕见的宇宙爆炸。”


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事实上,对另一个伽马射线暴(5月5日的GRB060505)的观测也缺乏超新星,该伽马射线暴持续了四秒,而来自现已退役的康普顿伽马射线天文台的1990年代的数据暗示了类似的“混合”爆发。 “在近距离观测到的六个长伽马射线暴中,有两个似乎没有超新星,”赫特福德大学的天体物理学家帕尔·雅各布森指出。 “这可能是一种比我们预期的更常见的爆炸类型,可能是一种新的恒星死亡机制。”

对混合型伽马射线暴的可能解释可能是,黑洞的威力太大,以至于垂死的恒星没有机会成为超新星,或者所讨论的大质量恒星的成分与其更壮观的同类恒星显著不同。 或者,GRB060614可能见证了一种全新的恒星死亡形式。 “这是一个全新的领域,”格雷尔斯补充道。 “我们没有任何理论可以指导我们。” 只有一颗垂死恒星的短暂光芒。

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