注意圖中的小點!距地球約90億光年,伽馬射線暴曾在這里出現

天空之城 2022/11/02 檢舉 我要評論

距離我們大約90億光年的一個星系

這個星系,是伽馬射線暴GRB 151229A的宿主星系。

2022年7月,通過對這些星系的觀測,天文學家對伽馬射線暴的一個子類,短暴,是有了新的了解。

大家好,我是騰寶,這期我們就來談談,伽馬射線暴的發現史以及最近研究。

發現史

伽馬射線暴可以說是即宇宙大爆炸之后,釋放能量最高,最有活力的一種爆發。

人們首次注意到這種爆發,是在1967年。

當時是由美國發射的一種名叫VELA 衛星的探測器,探測到。

VELA 衛星

這種探測器的本意,是為了探測來自 核武器爆發所釋放的伽馬射線。

因為在上世紀五六十年代,隨著人類對原子能的了解,進而制造出核武器之后,各國都在相繼研究核武器,并在地球進行引爆實驗。

這種大規模的引爆實驗,對地球的危害難以估計。

所以,1963年8月5日,美國,前蘇聯以及英國,在莫斯科簽署了一份合約,合約內容就是,有關禁止在大氣層,外層空間以及水下,進行核武器實驗。

之后,其他各國也相繼簽署這份條約。

但簽署之后,美國并不放心,所以他們是開發了一種, 專門檢測核爆發的探測器來監視其他國的遵守情況。

這種探測器,便是我們之前說的,VeLa衛星探測器。

VeLa衛星可以檢測到核武器爆發所釋放的高能輻射,比如,伽馬射線。

在1967年7月2日,VeLa 3和4號探測器,是探測到了,不同于任何核武器的伽馬閃光,當時沒有人知道,它們是從哪而來。

之后經過更多的數據,人們是證實, 這些伽馬閃光,不是來自地球以及太陽

它們來自于宇宙空間。

但具體是來自于什麼地方,當時無從知曉。

因為確定這些伽馬閃光的具體位置,不是一件易事,閃光從發生到消失,稍縱即逝,所以研究人員很難找到,它們的光學對應物。

直到1997年。

1997年2月8日,由意大利和荷蘭發射的一個探測X射線的探測器,是追蹤到了一個編號為GRB 970228的伽馬射線暴的,起源方向,根據這個方向,天文學家是終于識別到了,它的光學對應物。

GRB 970228

但這距第一次發現伽馬射線暴,已過了30年。

在那30年間,人們一直懷疑,這些明亮的伽馬閃光,是來自于銀河系內,因為閃光的能量很高,所以它距我們應該不是很遠,可當第一次看到它的光學對應物時,天文學家震驚了!

因為它竟不在銀河系內,它是來自銀河系之外的,一個遙遠的星系,但距離我們有多遠,由于星系太過微弱,所以無法確定。

直到同年的5月。

一個編號為GRB 970508的伽馬射線暴,是給出了驚人的答案,這次的伽馬射線暴,天文學家同樣是確定到了它的光學對應物,并且,根據這次的光學對應物,天文學家測出了它距我們的距離,它是遠在60億多光年。

GRB 970508

這是人類第一次準確的,確定伽馬射線暴的距離。

無法想象,這到底是怎樣的爆發,即使遠在60億光年的我們,都可以探測到,如此驚人的能量。

形成猜測

天文學家首先想到的是,恒星的爆發,超新星爆發。

但超新星的爆發也達不到這個級別呀。

除非,它將所有爆發的能量,都集中到一起。

我們知道哈,超新星的爆發是一個擴散的形式,它的能量是向四周各個方向釋放。

超新星

所以如果, 把這些四散的能量集中起來,形成如同光束這樣的形式,那麼,當這樣被集中的能量指向我們時,便可以解釋,如此高能的伽馬閃光。

那要如何才能集中呢。

天文學家認為,這樣的集中,應該是在 大質量恒星發生爆發時,才能形成。

因為大質量恒星發生超新星爆發后,其內核,會塌縮為一顆黑洞,那麼當這顆黑洞形成時,它就會有一圈環繞的吸積盤,吸積盤會讓黑洞產生強大的磁場,所以這個時候,磁場就會將這些能量集中到兩極,從而射向宇宙,于是,就有了超高的能量束,伽馬射線暴。

伽馬射線暴形成示意

所以這樣強大的能量爆發,往往也預示著,黑洞的產生,不過后來天文學家認為,形成磁星時,應該也會產生伽馬射線暴。

那事實真的是這樣嗎?

觀測表明,伽馬射線暴的起源,遠比我們想象的,還要復雜。

伽馬射線暴雖然都是明亮的高能閃光,但以持續時間分類的話,天文學家發現,它存在兩個不同的子類,即 長于兩秒的爆發和小于兩秒的爆發,也就是我們現在所說的,長暴和短暴。

對長暴的觀測表明,它基本都是來自于星系中。恒星的形成區,這與大質量恒星的超新星爆發理論一致。

長暴基本都在星云附近

但短暴卻并不是這樣,觀測表明, 它與超新星似乎毫無關聯,它可能來自與另一種爆發,千新星

哈勃觀測到的短爆余暉,和千新星有關

并且,還和長暴不同的是,觀測到的短暴, 大多數都沒有看到宿主星系,它好像是獨自爆發于星際空間。

對此,天文學家提出了兩種可能,一是短暴的宿主星系可能太過微弱,我們無法觀測到;二是,它們可能就是宇宙的流浪者,沒有宿主星系。

千新星指的是致密天體的合并,像中子星和中子星,或者中子星和黑洞。

中子星碰撞示意

那麼,當它們形成這樣的致密天體之前,是已經,經歷過了超新星爆發,所以超新星爆發可將它們轟出宿主星系,從而成為流量者,最后呢,在星際空間之中形成短暴。

最近研究(2022年7月)

這次的研究,就是為了了解短爆宿主星系的謎題。

在這次的研究中,研究人員是在100多個短暴中,挑選了31個無主候選者。

他們通過雙子座望遠鏡,凱克天文台,哈勃望遠鏡以及其他強大的望遠鏡聯合觀測,最終是在這看似孤立的 31個短暴中,找出了18個宿主星系,這些星系從距我們1.3億光年到100億光年不等,雖然還有13個沒有找到, 但這次的研究貌似意味著第一種可能

我們沒有看到短暴的宿主星系,可能就是因為宿主星系太過微弱。

而不是它們來源于流浪的中子星合并。

那麼這樣的話, 短暴的發生可能比預期的更加常見

這也意味著,早期的宇宙空間,遠比想象的更加危險。

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