注意这个小点!它距地球约90亿光年,伽马射线暴曾在这里出现

距离我们大约90亿光年的一个星系

这个星系,是伽马射线暴GRB 151229A的宿主星系。

2022年7月,通过对这些星系的观测,天文学家对伽马射线暴的一个子类,短暴,是有了新的了解。

大家好,我是腾宝,这期我们就来谈谈,伽马射线暴的发现史以及最近研究。

发现史

伽马射线暴可以说是即宇宙大爆炸之后,释放能量最高,最有活力的一种爆发。

人们首次注意到这种爆发,是在1967年。

当时是由美国发射的一种名叫VELA 卫星的探测器,探测到。

VELA 卫星

这种探测器的本意,是为了探测来自核武器爆发所释放的伽马射线。

因为在上世纪五六十年代,随着人类对原子能的了解,进而制造出核武器之后,各国都在相继研究核武器,并在地球进行引爆实验。

这种大规模的引爆实验,对地球的危害难以估计。

所以,1963年8月5日,美国,前苏联以及英国,在莫斯科签署了一份合约,合约内容就是,有关禁止在大气层,外层空间以及水下,进行核武器实验。

之后,其他各国也相继签署这份条约。

但签署之后,美国并不放心,所以他们是开发了一种,专门检测核爆发的探测器来监视其他国的遵守情况。

这种探测器,便是我们之前说的,VeLa卫星探测器。

VeLa卫星可以检测到核武器爆发所释放的高能辐射,比如,伽马射线。

在1967年7月2日,VeLa 3和4号探测器,是探测到了,不同于任何核武器的伽马闪光,当时没有人知道,它们是从哪而来。

之后经过更多的数据,人们是证实,这些伽马闪光,不是来自地球以及太阳。

它们来自于宇宙空间。

但具体是来自于什么地方,当时无从知晓。

因为确定这些伽马闪光的具体位置,不是一件易事,闪光从发生到消失,稍纵即逝,所以研究人员很难找到,它们的光学对应物。

直到1997年。

1997年2月8日,由意大利和荷兰发射的一个探测X射线的探测器,是追踪到了一个编号为GRB 970228的伽马射线暴的,起源方向,根据这个方向,天文学家是终于识别到了,它的光学对应物。

GRB 970228

但这距第一次发现伽马射线暴,已过了30年。

在那30年间,人们一直怀疑,这些明亮的伽马闪光,是来自于银河系内,因为闪光的能量很高,所以它距我们应该不是很远,可当第一次看到它的光学对应物时,天文学家震惊了!

因为它竟不在银河系内,它是来自银河系之外的,一个遥远的星系,但距离我们有多远,由于星系太过微弱,所以无法确定。

直到同年的5月。

一个编号为GRB 970508的伽马射线暴,是给出了惊人的答案,这次的伽马射线暴,天文学家同样是确定到了它的光学对应物,并且,根据这次的光学对应物,天文学家测出了它距我们的距离,它是远在60亿多光年。

GRB 970508

这是人类第一次准确的,确定伽马射线暴的距离。

无法想象,这到底是怎样的爆发,即使远在60亿光年的我们,都可以探测到,如此惊人的能量。

形成猜测

天文学家首先想到的是,恒星的爆发,超新星爆发。

但超新星的爆发也达不到这个级别呀。

除非,它将所有爆发的能量,都集中到一起。

我们知道哈,超新星的爆发是一个扩散的形式,它的能量是向四周各个方向释放。

超新星

所以如果,把这些四散的能量集中起来,形成如同光束这样的形式,那么,当这样被集中的能量指向我们时,便可以解释,如此高能的伽马闪光。

那要如何才能集中呢。

天文学家认为,这样的集中,应该是在大质量恒星发生爆发时,才能形成。

因为大质量恒星发生超新星爆发后,其内核,会塌缩为一颗黑洞,那么当这颗黑洞形成时,它就会有一圈环绕的吸积盘,吸积盘会让黑洞产生强大的磁场,所以这个时候,磁场就会将这些能量集中到两极,从而射向宇宙,于是,就有了超高的能量束,伽马射线暴。

伽马射线暴形成示意

所以这样强大的能量爆发,往往也预示着,黑洞的产生,不过后来天文学家认为,形成磁星时,应该也会产生伽马射线暴。

那事实真的是这样吗?

观测表明,伽马射线暴的起源,远比我们想象的,还要复杂。

伽马射线暴虽然都是明亮的高能闪光,但以持续时间分类的话,天文学家发现,它存在两个不同的子类,即长于两秒的爆发和小于两秒的爆发,也就是我们现在所说的,长暴和短暴。

对长暴的观测表明,它基本都是来自于星系中。恒星的形成区,这与大质量恒星的超新星爆发理论一致。

长暴基本都在星云附近

但短暴却并不是这样,观测表明,它与超新星似乎毫无关联,它可能来自与另一种爆发,千新星。

哈勃观测到的短爆余晖,和千新星有关

并且,还和长暴不同的是,观测到的短暴,大多数都没有看到宿主星系,它好像是独自爆发于星际空间。

对此,天文学家提出了两种可能,一是短暴的宿主星系可能太过微弱,我们无法观测到;二是,它们可能就是宇宙的流浪者,没有宿主星系。

千新星指的是致密天体的合并,像中子星和中子星,或者中子星和黑洞。

中子星碰撞示意

那么,当它们形成这样的致密天体之前,是已经,经历过了超新星爆发,所以超新星爆发可将它们轰出宿主星系,从而成为流量者,最后呢,在星际空间之中形成短暴。

最近研究(2022年7月)

这次的研究,就是为了了解短爆宿主星系的谜题。

在这次的研究中,研究人员是在100多个短暴中,挑选了31个无主候选者。

他们通过双子座望远镜,凯克天文台,哈勃望远镜以及其他强大的望远镜联合观测,最终是在这看似孤立的31个短暴中,找出了18个宿主星系,这些星系从距我们1.3亿光年到100亿光年不等,虽然还有13个没有找到,但这次的研究貌似意味着第一种可能。

我们没有看到短暴的宿主星系,可能就是因为宿主星系太过微弱。

而不是它们来源于流浪的中子星合并。

那么这样的话,短暴的发生可能比预期的更加常见。

这也意味着,早期的宇宙空间,远比想象的更加危险。

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