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伽馬射線暴(Gamma-rayBurst,簡稱GRB),又稱伽馬暴,是遙遠(yuǎn)星系里發(fā)生的高能射線,它在一秒鐘內(nèi)釋放的能量,相當(dāng)于太陽大約50億年所釋放的能量總和,被稱為宇宙中最強(qiáng)大的事件。本周,中國科學(xué)家提出伽馬射線暴的起源新模型在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表,研究結(jié)果挑戰(zhàn)了既往的觀點(diǎn)。
南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院張彬彬教授領(lǐng)銜國內(nèi)外多個合作者組成的科研團(tuán)隊(duì),歷時五個月,對伽馬射線暴GRB211211A的數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳盡的分析。GRB211211A是2021年12月11日觀測到的,來自銀河系邊緣外10億光年的遙遠(yuǎn)星系,這一明亮的伽馬射線爆發(fā)持續(xù)了一分鐘以上。研究發(fā)現(xiàn),這一伽馬射線暴的光變曲線由一個13秒的主要爆發(fā)階段和一個55秒的延展輻射階段組成。按照1967年被發(fā)現(xiàn)以來的分類,2秒及以上的是長暴,不足2秒的是短暴。
南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授張彬彬:在過去的幾十年里,公認(rèn)的伽馬暴起源模型認(rèn)為,兩秒及以上的長暴起源于與超新星相關(guān)的大質(zhì)量恒星的坍縮,而不到兩秒的短暴起源于千新星關(guān)聯(lián)的雙致密星的并合,這里面包括中子星與中子星并合,以及中子星與黑洞的并合。
然而,GRB211211A這個明顯的長伽馬暴卻沒有超新星,其它瞬時輻射特征、宿主星系特征等,都與典型長暴的特征不符。南京大學(xué)張彬彬教授研究團(tuán)隊(duì)通過多波段光學(xué)觀測數(shù)據(jù),找到了千新星存在的證據(jù)。
南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院博士生楊俊:千新星,它的亮度約等于新星的1000倍。我們是通過對光變曲線的模型擬合等科學(xué)計算發(fā)現(xiàn)的。千新星是國際天文學(xué)界觀測認(rèn)定并合起源短暴的標(biāo)志性證據(jù)。這是國際天文學(xué)界第一次在長暴中發(fā)現(xiàn)的千新星,意味著這個長暴擁有了短暴的關(guān)鍵性觀測特征,這就很奇特了,用現(xiàn)有的伽馬暴起源模型是難以解釋的。
張彬彬教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的GRB211211A這一獨(dú)一無二的特征,挑戰(zhàn)了天文家們對伽馬射線暴起源的傳統(tǒng)認(rèn)知。張彬彬團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)性地提出,這一事件背后蘊(yùn)含著豐富的物理信息,產(chǎn)生這一伽馬暴的雙致密星中的一員應(yīng)為一顆白矮星,從而形成了“中子星-白矮星”并合系統(tǒng),并合之后產(chǎn)生了一個快速自轉(zhuǎn)、高度磁化的中子星,即磁星。磁星的旋轉(zhuǎn)能和磁能驅(qū)動了55秒的延展輻射和數(shù)千秒的X射線平臺輻射,并為千新星提供了額外的能量注入。這個“中子星-白矮星并合”的新模型,進(jìn)一步豐富了現(xiàn)有伽馬暴的物理起源理論。
(總臺央視記者周培培)
標(biāo)簽: 空間科學(xué)