很少有宇宙爆炸像去年10月22日记录的那样引起了太空科学家的关注,并被恰当地命名为“有史以来最亮的”(BOAT)。这一事件是由一颗大质量恒星的坍缩和随后黑洞的诞生产生的,人们目睹了一束极其明亮的伽马射线,随后是一束缓慢消退的跨频率余光。
自从他们的巨型望远镜同时接收到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)的亮度和它的余辉奇怪地缓慢消退。
现在,包括英国巴斯大学物理系的亨德里克·范·埃尔滕博士在内的一个国际团队提出了一个解释:最初的爆发(被称为GRB 221009A)直接面向地球,并且在它的后面拖着异常大量的恒星物质。
该小组的研究结果发表在今天的杂志上科学的进步.Brendan O'Connor博士是马里兰大学和华盛顿特区乔治华盛顿大学刚毕业的博士生,他是这项研究的主要作者。
Van Eerten博士是对余辉进行理论分析的负责人之一,他说:“其他研究这个谜题的研究人员也得出了这样的结论,那股喷流是直接指向我们的,就像一根花园软管直接朝你喷射一样,这在某种程度上肯定可以解释为什么它被看到如此明亮。”
但仍然令人困惑的是,喷气机的边缘根本看不见。
“余辉的缓慢消退并不是狭窄气体喷射的特征,知道这一点后,我们怀疑爆炸的强度还有其他原因,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,通过观察逐渐揭示出一个狭窄的射流嵌入在一个更宽的气体流出中,而通常情况下,一个孤立的射流是应该存在的。”
那么是什么让GRB比正常的更宽呢?研究人员有一个理论。正如Van Eerten博士所解释的那样:“GRB喷流需要穿过形成它们的坍缩恒星,我们认为在这种情况下造成差异的是恒星物质和喷流之间发生的混合量,这样,冲击波加热的气体一直出现在我们的视线中,直到任何特征喷流特征在余辉的整体发射中消失。”
他补充说:“我们的模型不仅有助于了解BOAT,还有助于了解以前的亮度记录保持者,这些记录让天文学家对它们缺乏喷射信号感到困惑。”这些伽马射线暴和其他伽马射线暴一样,在发生时必须直接指向我们,因为同时向各个方向释放那么多能量是不符合物理的。
“有一类特殊的事件似乎是存在的,它们既极端,又设法掩盖了气体流动的定向性质。未来对发射喷流和承载它们的大质量恒星的磁场的研究应该有助于揭示为什么这些伽马射线暴如此罕见。”
奥康纳博士说:“异常长的GRB 221009A是有记录以来最亮的GRB,它的余辉打破了所有波长的记录。”因为这次爆发非常明亮,而且距离地球很近(从宇宙角度讲:它发生在距离地球24亿光年的距离上),我们认为这是一个千年一遇的机会,可以解决一些关于这些爆炸的最基本问题,从黑洞的形成到暗物质模型的测试。”
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