一道被天文学家反复琢磨的伽马射线暴,是过去20年里最亮的宇宙闪光之一。但它的开场并不符合预期:这道爆发最初出现时,弱得让人摸不着头脑。研究人员现在认为,它其实把相当于约十亿年太阳能量的能量送进了宇宙,而承载这些能量的喷流,细得不超过一支铅笔。
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“我们每年能看到几百个伽马射线暴,但最古怪的那些才最有信息量。”意大利国家天体物理研究所射电天文学家罗伯托·里奇(Roberto Ricci)说。他和同事的发现发表在《天体物理学杂志快报》上的一项研究中。
事情的起点在3月10日。美国航天局的费米伽马射线空间望远镜观测到一次爆发,后来被归类为GRB 260310A。伽马射线暴最常发生在大质量恒星坍缩之后:恒星塌缩时,强大的物质喷流以接近光速射向太空,喷流与宇宙气体相撞,产生可见光、射电波和X射线波段的余辉。
GRB 260310A的闪光持续不到一分钟,天文学家却注意到,它似乎只产生了少得奇怪的能量。但情况在短短几小时内就变了:它的余辉亮到一度盖过了宿主星系。几周后,它的X射线辐射再次变亮,之后仍可观测数月。
“一开始我以为是有另一个X射线源污染了我们的观测,但变亮确实来自余辉。”研究共同作者、天文学家杨宇涵(Yu-Han Yang)回忆道。
后续用国际观测台阵和望远镜进行的观测确认,确实有一颗超新星引发了这次伽马射线暴。早期迹象显示,它的喷流并没有朝向地球;伽马射线读数相对基础,但可见光和X射线测量都排在最亮的前1%,射电亮度也进入记录的前5%。回看数据后,天文学家终于明白发生了什么。
“我们是从侧面看它。”杨宇涵解释,“随着喷流减速,它的光在更宽的角度范围内变得可见,让我们能从外缘一路探测到喷流的内核。”
他把大多数伽马射线暴观测比作正对手电筒看:那个角度最亮,但从更远处看,光束可能显得更暗。多数伽马射线暴模型正是用正对视角的事件校准的,GRB 260310A不一样。“这次爆发给了我们一个越过那片眩光去看的机会。”杨宇涵说。
天文学家推测,GRB 260310A可能来自这样一条喷流:中心是很窄的高能核心,外面包着更宽、更慢的外流。如果这个推测成立,早期余辉可能来自喷流的“两翼”,而变亮的X射线阶段则来自那条细核心。
这道爆发花了一番功夫才被读懂,却提供了一个少见的窗口。这样的机会并不多,团队希望不久后用更强大的工具找到更多,比如 recently completed 的薇拉·鲁宾天文台(Vera Rubin Observatory)。
“我们可以解释这次爆发的单个特征,但要把它们全部装进同一幅图景,难得多。”里奇补充说。
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