是什么让有史以来最明亮的宇宙爆炸如此非凡
很少有宇宙爆炸能像去年10月22日记录的那次爆炸那样引起太空科学家的如此多的关注,并恰如其分地命名为史上最亮(BOAT)。这一事件是由一颗大质量恒星的坍塌和随后的黑洞诞生而产生的,它被目睹为一次极其明亮的伽马射线闪光,随后是一种跨频率的光的缓慢消退余辉。
自从在他们的巨型望远镜上同时接收到BOAT信号以来,世界各地的天体物理学家一直在争先恐后地解释伽马射线暴(GRB)的亮度及其余辉出奇地缓慢的消退。
现在,包括英国巴斯大学物理系的HendrikVanEerten博士在内的一个国际团队提出了一个解释:最初的爆发(称为GRB221009A)直接与地球成一定角度,它还沿着异常的方向拖动大量的恒星物质在它的尾流中。
该团队的研究结果发表在6月7日的《科学进展》杂志上。BrendanO'Connor博士是该研究的主要作者,他是马里兰大学和华盛顿乔治华盛顿大学刚毕业的博士生。
余辉理论分析的共同负责人VanEerten博士说:“其他研究这个谜题的研究人员也得出结论,射流直接指向我们——很像花园水管的角度,可以直接喷向我们。你——这肯定可以在某种程度上解释为什么人们看到它如此明亮。”
但令人不解的是,喷流的边缘根本看不到。
“余辉的缓慢消退并不是狭窄气体射流的特征,知道这一点让我们怀疑爆炸强度还有其他原因,我们的数学模型已经证实了这一点。
“我们的工作清楚地表明GRB具有独特的结构,观察逐渐揭示出一个狭窄的射流嵌入在通常预期的孤立射流中的更广泛的气体流出中。”
那么是什么让这个GRB比正常情况更宽呢?研究人员有一个理论。正如VanEerten博士解释的那样,“GRB射流需要穿过它们形成的坍缩恒星,我们认为在这种情况下有所不同的是恒星物质和射流之间发生的混合量,这样冲击加热的气体一直出现在我们的视线中,直到任何典型的喷气特征都会在余辉的整体排放中消失。”
他补充说:“我们的模型不仅有助于理解BOAT,还有助于理解以前的亮度记录保持者,天文学家对它们缺乏喷气特征感到困惑。这些GRB与其他GRB一样,在它们发生时必须直接指向我们,因为它一次向四面八方散发那么多能量是不现实的。
“似乎存在一类特殊的事件,它们既极端又设法掩盖了它们气流的定向性质。未来对发射喷流的磁场和对容纳它们的大质量恒星的研究应该有助于揭示为什么这些GRB是如此罕见。”
奥康纳博士说:“格外长的GRB221009A是有史以来最亮的GRB,它的余辉打破了所有波长的所有记录。因为这次爆发是如此明亮而且也在附近(从宇宙的角度来说:它发生在距离距地球24亿光年),我们认为这是千载难逢的机会,可以解决有关这些爆炸的一些最基本的问题,从黑洞的形成到暗物质模型的测试。”
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