伽馬射線暴是已知的宇宙中發(fā)生的最具能量和最明亮的事件。伽馬射線的短暫閃光通常持續(xù)十分之一秒到不到一個(gè)小時(shí)，伽馬射線暴可能會在短時(shí)間內(nèi)照亮整個(gè)星系。據(jù)信，爆炸是由大質(zhì)量恒星坍縮、中子星碰撞或中子星與黑洞合并引起的。
盡管我們已經(jīng)知道它們存在 60 年了，但對于這些引人入勝的事件，仍有很多東西需要了解。它們不僅是短暫的并且出現(xiàn)在天空中的隨機(jī)位置;伽馬射線也大部分被我們的大氣層吸收，從而阻礙了它們從地球上的探測。
因此，為了探測它們，科學(xué)家們使用天基伽馬射線望遠(yuǎn)鏡，這些望遠(yuǎn)鏡在被觸發(fā)時(shí)會自動向地球發(fā)送即時(shí)消息。這使得天文學(xué)家可以使用地球望遠(yuǎn)鏡跟蹤探測結(jié)果，尋找通常跟隨伽馬射線的能量較低的“余輝”。
超越整個(gè)銀河系
2022 年 10 月 9 日，ESA 的 INTEGRAL、NASA 的 Swift 和 Fermi 衛(wèi)星以及其他太空觀測站探測到了伽馬射線暴，因此將其命名為 GRB 221009A。這導(dǎo)致荷蘭拉德堡德大學(xué)的天文學(xué)家、宇宙黎明中心的附屬科學(xué)家 Daniele Bjørn Malesani 將智利的甚大望遠(yuǎn)鏡 (VLT) 指向 GRB 221009A 的方向。
使用 安裝在 VLT 上的X-shooter 光譜儀，生成的光譜使 Malesani 和他的團(tuán)隊(duì)能夠測量到 GRB 221009A 的準(zhǔn)確距離。盡管爆發(fā)的宿主星系原來位于超過 20 億光年之外，但這實(shí)際上使它成為距離最近的爆發(fā)之一。此外，在安全距離的情況下，團(tuán)隊(duì)還能夠計(jì)算出爆發(fā)釋放的能量總量。
“伽馬射線暴總是充滿活力，但這一次絕對令人震驚：在它持續(xù)的 290 秒內(nèi)，GRB 221009A 釋放的能量大約是太陽在其 45 億年的整個(gè)生命周期中釋放的能量的 1,000 倍 ， “馬萊薩尼說。
換句話說，短暫的爆發(fā)比銀河系中數(shù)千億顆恒星的總和還要明亮。
通常，此計(jì)算假設(shè) GRB 221009A 向所有方向發(fā)射了相同數(shù)量的能量。但更有可能的是，能量“集中”在我們恰好所在的方向的窄光束中。因此，總能量稍微小一些，但仍然非常高。
無論如何，它是迄今為止探測到的能量最強(qiáng)的伽馬射線暴，比以往任何時(shí)候都要亮 70 倍。據(jù)報(bào)道，它甚至 會影響地球的電離層。
“從理論上講，我們預(yù)計(jì)這種強(qiáng)大的事件每 10,000 年只會發(fā)生一次，”Malesani 解釋道。 “這讓我們想知道我們的探測是否只是純粹的運(yùn)氣，或者我們是否對伽馬射線暴的性質(zhì)有誤解。”
跟進(jìn)詹姆斯·韋伯
GRB 221009A 也用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡在更長波長下進(jìn)行了跟蹤。這些觀察是由同樣在 Radboud 大學(xué)的 Andrew Levan 領(lǐng)導(dǎo)的，盡管 Malesani 和其他 DAWNers 也是該團(tuán)隊(duì)的一員。
這些觀察使天文學(xué)家能夠進(jìn)一步表征伽馬射線暴。詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡特別有用，因?yàn)椴恍业氖?，爆發(fā)恰好位于銀河系內(nèi)一層厚厚的宇宙塵埃后面。這與爆發(fā)本身無關(guān)，但由于它使爆發(fā)的光線變暗，因此更難解釋結(jié)果。韋伯觀察了中紅外線的余輝，它受灰塵的影響要小得多，可以更好地觀察事件。
但即使是韋伯也有缺點(diǎn)
宇宙黎明中心助理教授 Kasper Heintz 參與了這兩項(xiàng)研究。他解釋說： “預(yù)計(jì)像 GRB 221009A 這樣的伽馬射線爆發(fā)會與一顆超新星一起爆炸，超新星的光應(yīng)該‘增加’到爆發(fā)本身。但是對于這次爆發(fā)，盡管韋伯有巨大的鏡子，但它找不到令人信服的證據(jù)證明存在一顆明亮的超新星”
那么，這顆超新星只是比正常情況下更暗，還是完全消失了?陪審團(tuán)還沒有定論，這個(gè)千載難逢的神秘事件還會帶來更多驚喜。
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