新的千新星让天文学家重新思考我们对伽马射线爆发的了解

一年前，天文学家探测到一次持续约两分钟的强大伽马射线暴 (GRB)，并将其命名为 GRB 211211A。 现在，这一不寻常的事件颠覆了长期以来的假设，即较长的 GRB 是大质量恒星超新星爆发的标志性特征。 相反，两个独立的科学家团队已经将来源确定为所谓的“基洛诺瓦由两颗中子星合并引起的，根据 A 新叶子 发表在《自然》杂志上。 由于中子星并合应该只产生短 GRB，因此发现千新星与长 GBR 混合事件令人惊讶。

“这一发现打破了我们对伽马射线暴的标准观念，” 合著者 Eve Chase 说H，洛斯阿拉莫斯国家实验室博士后研究员。 “我们不能再假设所有短持续时间的爆发都来自中子星合并，而持续时间较长的爆发则来自超新星。我们现在意识到，对伽马射线爆发进行分类要困难得多。这一发现推动了我们对伽马射线的理解爆发到极致。”

像我们一样 我之前提到过伽马射线暴是遥远星系中能量极高的爆炸，持续时间从几毫秒到几小时不等。 首先 伽马射线暴 由于推出，它在六十年代末被注意到 别墅 美国的卫星。 他们的目的是在 1963 年与苏联签署禁止核试验条约之后检测核武器试验的伽马射线信号。 美国担心苏联违反条约进行秘密核试验。 1967 年 7 月，其中两颗卫星接收到伽马射线闪光，这显然不是核武器试验的信号。

就在两个月前，多个卫星探测器发现了一个 强大的伽马射线爆发 穿过我们的太阳系，让世界各地的天文学家争先恐后地在天空的那部分训练他们的望远镜，以收集有关该事件及其余辉的重要数据。 它被称为 GRB 221009A，是迄今为止记录到的最强大的伽马射线爆发，很可能是新黑洞的“诞生之声”。

伽马射线暴有两种类型：短的和长的。 经典的短周期 GRB 持续时间不到 2 秒，之前被认为只会发生在两个超高密度天体（例如双中子星）并合时，会产生伴随的千新星。 长伽玛暴可以持续几分钟到几小时不等，并且被认为是在大质量恒星变成超新星时发生的。

费米望远镜和雨燕望远镜的天文学家在去年 12 月同时探测到最后一次伽马射线爆发，并确定了星座中的位置。 靴子. 这种快速识别让世界各地的其他望远镜将注意力转移到这个区域，使他们能够在千新星的早期阶段捕捉到它。 而且它非常接近伽马射线暴：距地球约 10 亿光年，而迄今为止检测到的平均伽马射线暴约为 60 亿年。 （光已经从迄今为止记录的最远的 GRB 传播了大约 130 亿年。）

“这是我们以前从未见过的东西，” 共同作者 Simon DiShiara 说，宾夕法尼亚州立大学的天文学家和 Swift 团队的成员。 “我们知道它与超新星无关，也就是大质量恒星的死亡，因为它离得太近了。这是一种完全不同的光信号，我们将其与千新星联系起来，千新星碰撞引起的爆炸中子星。”

当两颗双中子星开始在它们的死亡螺旋中旋转时，它们会发出强大的引力波，并从彼此身上剥离富含中子的物质。 然后恒星碰撞并合并，产生一团炽热的碎片云，发出多波长的光。 天文学家认为，正是这种富含中子的碎片产生了可见光和红外线千新星光——红外线的辉光比可见光更亮，这是此类事件的特征特征，是由于喷射物中的重元素阻挡了可见光，但让可见光进入射线、红外线通过。

这个签名是 GRB211211A 的事后分析所揭示的。 由于中子星合并的后续衰变会产生金和铂等重元素，天文学家现在有了一种新方法来研究这些重元素是如何在我们的宇宙中形成的。

几年前，已故的天体物理学家 尼尔·格里尔斯 他建议更长的伽马射线爆发可以由中子星合并产生。 以他的名字命名的 NASA 斯威夫特天文台在 GRB 211211A 的发现和这种联系的第一个直接证据中发挥了关键作用，这似乎很合适。

“这一发现清楚地提醒我们，宇宙从未被完全探索过。” 合著者 Gillian Rastingad 说, 博士学位西北大学学生。 “天文学家常常理所当然地认为，伽玛射线暴的起源可以由伽玛射线暴的长度来确定，但这一发现向我们表明，关于这些惊人的事件，还有很多需要了解的地方。”

DOI：自然，2022 年。 10.1038 / s41550-022-01819-4 (关于 DOI).