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宇宙最极端的神秘闪光:能量一秒钟内令整个星系黯然失色

时间:2021/11/5 20:38:24 点击:

  核心提示: 新浪科技讯 北京时间11月5日消息,据国外媒体报道,宇宙中充满了明亮的光,跨越了整个电磁光谱。尽管这些光绝大部分来自像太阳这样的恒星,但我们也经?;峥吹揭恍┒淘荻髁恋纳凉?,甚至比整个星系本身还要...

世界杯下注平台 www.tekrardusun.com 新浪科技讯 北京时间11月5日消息,据国外媒体报道,宇宙中充满了明亮的光,跨越了整个电磁光谱。尽管这些光绝大部分来自像太阳这样的恒星,但我们也经?;峥吹揭恍┒淘荻髁恋纳凉?,甚至比整个星系本身还要亮。其中一些最亮的闪光被认为是在剧烈变化的事件中产生的,比如大质量恒星的死亡,或者两颗恒星残骸——比如中子星——的碰撞。长期以来,科学家一直在研究这些明亮的闪光,即所谓的“瞬变”(transients),以了解恒星的死亡和后续变化,以及宇宙的演变。

有时候,天文学家会遇到一些与预期不符的瞬变现象,这让长期预测各种瞬变现象的理论研究者感到十分困惑。2014年10月,在美国国家航空航天局(NASA)钱德拉X射线空间望远镜对南方天空进行的一项长期监测中,研究人员发现了被称为CDF-S XT1的神秘瞬变,其明亮状态可持续数千秒。CDF-S XT1在X射线中释放的能量相当于太阳在10亿年多的时间里所释放的能量。自这项最初发现以来,天体物理学家已经提出了许多假说来解释这一瞬变现象,然而直到现在仍没有定论。

在最近的一项研究中,澳大利亚天体物理学家团队发现,对CDF-S XT1的观测结果与之前所预测的来自高速(接近光速)射流的辐射测相符。这种“外流”只能在极端的天体物理条件下产生,比如一颗恒星被一个巨大黑洞撕裂并最终坍塌,或者是两颗中子星的碰撞。

研究发现,CDF-S XT1所释放的辐射很可能是两颗中子星合并产生的。这一发现使CDF-S XT1类似于2017年的一项重大发现:GW170817。GW170817是激光干涉引力波天文台(LIGO)和室女座干涉仪(VIRGO)在当年8月17日观测到的引力波事件,出自两颗中子星的合并,而在此之前的数次引力波事件都出自于两个黑洞的碰撞。CDF-S XT1与地球的距离是GW170817的450倍,这个巨大的距离意味着这种合并发生在宇宙历史的早期;这也可能是迄今为止观测到的最远的中子星合并。

发生碰撞并合并的中子星是宇宙中产生金、银、钚等重元素的主要场所。由于CDF-S XT1在宇宙历史的早期就出现了,因此这一发现将有助于加深研究者对地球化学丰度和元素的理解。

在更近的2020年1月,对另一个瞬变AT2020blt的观测——主要是通过兹威基瞬态设施完成的——也令天文学家感到困惑。该瞬变的光就像大质量恒星坍塌时高速流出的辐射。这种外流通?;岵芰扛叩馁ぢ砩湎?,但这一次,它们从数据中消失了,没有被观测到。天文学家推测,这些伽马射线的缺失可能有以下三种原因:(1)伽马射线并没有产生;(2)伽马射线的方向远离地球;(3)伽马射线太过微弱,以至于观测不到。

在另一项研究中,表明AT2020blt可能确实产生了指向地球的伽马射线,只是它们非常微弱,被目前的探测仪器忽略了。结合其他类似的瞬变观测结果,这种解读意味着我们正开始理解这个谜团,即在整个宇宙的剧烈爆发事件中,伽马射线是如何产生的。

这类明亮瞬变现象被统称为伽玛射线暴,包括CDF-S XT1、AT2020blt和AT2021any等,它们所产生的能量足以在一秒钟内令整个星系黯然失色。

即便如此,对宇宙另一端所探测到的高能辐射还缺乏了解,其精确机制还是未知的,这两项研究探索了一些迄今为止探测到的最极端的伽马射线暴。随着进一步的研究,我们将能够最终回答一个思考了几十年的问题:伽马射线暴究竟是如何发生的?

瞬变天文事件

瞬变天文事件是指持续时间极短的天文事件。当然,为了区别天文学上最常遇到的动辄上亿年的天文演变过程,持续时间从几秒到若干年的现象都可能被称为瞬变天文事件。典型的瞬变天文事件包括超新星和伽马射线暴等。尽管这类现象一直受到天文学家的关注,但由于技术原因,对瞬变天文事件的研究直到近几十年才有较大进展。

在望远镜被广泛应用于天文研究后,尽管人们因此能够看到更暗的天体,但由于望远镜较小的视场,且越大口径的望远镜通常视场越小,使得发现亮度较低的瞬变天文事件依然十分困难。近几十年来,随着望远镜技术的飞速发展,天文学家得以观测到大量的瞬变天文事件。著名的探测瞬变天文事件的设备包括帕洛马瞬变设施、雨燕卫星、泛星计划、卡塔娜莉瞬变源巡天等,以及瞬变源巡天项目包括兹威基瞬变设施和大型巡天望远镜等。

作者:不详 来源:网络
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