罕见耀斑

奇异的磁星爆发部分解开了伽马射线谜团

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这是有史以来观测到的最明亮的宇宙爆炸,天文学家仍在热烈辩论其起源和影响。但 2004 年 12 月 27 日,我们银河系中一颗奇异恒星产生的巨大耀斑,已经为一个存在了 10 年的天体物理学谜团提供了部分解决方案。遥远星系中的这种“磁星”耀斑可能至少解释了某一类无法解释的伽马射线暴。

尽管距离我们 50,000 光年,但 12 月的耀斑比满月还要明亮。然而,没有人真正看到它,因为它几乎以高能伽马射线的形式爆发了其惊人的能量,完全饱和了美国宇航局斯威夫特卫星上灵敏的爆发警报望远镜,该望远镜在五周前才发射入轨。“这是一次令人震惊的事件,”荷兰阿姆斯特丹大学的伽马射线暴研究员拉尔夫·维杰斯回忆道。

在得知巨大耀斑后,斯威夫特科学家、洛斯阿拉莫斯国家实验室的大卫·帕尔默立即有了一个预感。他推断,如果类似的磁星耀斑发生在遥远的星系中,它将与所谓的短伽马射线暴无法区分,持续时间约为两秒或更短。这些短暴与持续几秒到几分钟的长暴截然不同。天文学家认为,迄今为止在遥远星系中探测到的长伽马射线暴,预示着超大质量、快速旋转恒星的灾难性和终结性爆炸。然而,这种提出的机制可能不适用于短伽马射线暴。


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帕尔默发展了他的想法,发现磁星耀斑至少提供了解释的一部分。在他和他的同事发表在《自然》杂志上的一篇分析报告中,他们得出结论,至少有百分之几的短暴很可能可以用这种方式解释。根据观测到的光度和预期的巨磁星耀斑频率,其他相对附近的星系每年会发生几十次此类事件。这个数量不足以解释所有的短伽马射线暴,但帕尔默说,“5% 是一个很好的近似值。” 他打趣说,这个数字“可能不会超出 20 倍,这在这一行实际上已经相当不错了。”

至于其他短伽马射线暴的原因,美国宇航局马歇尔太空飞行中心的克里萨·库维利奥图说,主要的解释是相互环绕的两颗中子星的剧烈合并。但帕尔默指出:“通过 12 月 27 日的事件,我们现在知道中子星合并并非所有短伽马射线暴的原因。它们是否是其中任何一个的原因仍然是一个悬而未决的问题。” 维杰斯同意,中子星合并是否会产生这种类型的伽马射线暴仍不清楚。

不过,答案可能很快就会到来。天文学家预计,4 月初全面投入运行的斯威夫特卫星将准确地确定许多短暴的天空位置和距离,使科学家最终能够掌握这些神秘现象。帕尔默对此持乐观态度:“我们看到的下一个伽马射线暴可能会带来启示。”

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