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IT之家 12 月 11 日消息，據(jù)央視新聞報(bào)道，伽馬射線暴（Gamma-ray Burst，簡(jiǎn)稱(chēng) GRB），又稱(chēng)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(yáng)大約 50 億年所釋放的能量總和，被稱(chēng)為宇宙中最強(qiáng)大的事件。中國(guó)科學(xué)家本周提出伽馬射線暴的起源新模型在國(guó)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)。

據(jù)南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院網(wǎng)站，太陽(yáng)一秒鐘釋放的能量大概可供人類(lèi)使用幾十萬(wàn)年。自宇宙誕生以來(lái)，有一類(lèi)天體事件居然可以在一秒鐘釋放出太陽(yáng)畢生的能量總和，它就是最猛烈的天體爆發(fā)現(xiàn)象 —— 伽馬射線暴。

12 月 8 日，南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院張彬彬教授研究團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜在全球頂級(jí)科研期刊《自然》發(fā)表論文“A long-duration gamma-ray burst with a peculiar origin”。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一例觀測(cè)上具有特殊意義的伽馬射線暴 GRB 211211A，通過(guò)詳盡的數(shù)據(jù)分析得出這一長(zhǎng)伽馬暴與千新星成協(xié)的證據(jù)，并原創(chuàng)性地提出了這一事件背后的特殊物理起源，指出其前身星可能為中子星-白矮星并合系統(tǒng)。

伽馬射線暴是來(lái)自宇宙深處的一種伽馬射線輻射突然增強(qiáng)并快速衰減的爆發(fā)現(xiàn)象。自 1967 年被人類(lèi)首次發(fā)現(xiàn)以來(lái)，伽馬射線暴的觀測(cè)樣本已有近萬(wàn)個(gè)。通過(guò)對(duì)這些大樣本的統(tǒng)計(jì)，人們發(fā)現(xiàn)，伽馬射線暴的持續(xù)時(shí)間覆蓋了從數(shù)毫秒到數(shù)千秒的范圍，其分布以?xún)擅霝榻绯尸F(xiàn)出顯著的雙峰結(jié)構(gòu)。因此伽馬射線暴被分為短暴和長(zhǎng)暴，其典型持續(xù)時(shí)間分別在 0.5 秒和 25 秒左右。

IT之家了解到，長(zhǎng)短暴的物理起源一直是天文學(xué)家爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。南京大學(xué)張彬彬教授研究團(tuán)隊(duì)近日發(fā)表于《自然》期刊的論文揭示了一例特殊物理起源的長(zhǎng)伽馬射線暴事件，進(jìn)一步證明了伽馬暴起源的多樣性。

據(jù)介紹，這一特殊的伽馬暴事件編號(hào)為 GRB 211211A。其獨(dú)特之處在于，它雖是一個(gè)長(zhǎng)暴，卻與千新星有明確的關(guān)聯(lián)。該研究團(tuán)隊(duì)首先對(duì)它的瞬時(shí)輻射數(shù)據(jù)做了詳盡的分析，發(fā)現(xiàn)它的光變曲線由一個(gè) 13 秒的主要爆發(fā)階段和一個(gè) 55 秒的延展輻射階段組成。其延展輻射特征與以往的“尾巴輻射”明顯不同，呈現(xiàn)顯著的高能輻射且能譜峰值能量遠(yuǎn)高于硬 X 射線的能量范圍。這就意味著，人們無(wú)法像以前一樣通過(guò)“冰山效應(yīng)”將其解釋為內(nèi)秉的短暴，只能將其確定無(wú)疑地歸類(lèi)為長(zhǎng)暴。然而，這一伽馬暴的其它瞬時(shí)輻射特征、宿主星系特征和超新星缺失都與典型長(zhǎng)暴的特征不符，卻出奇地與致密星并合起源的短暴高度一致。南京大學(xué)張彬彬教授研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)多波段觀測(cè)數(shù)據(jù)尋找到了千新星輻射存在的證據(jù)，從而一錘定音地確定了 GRB 211211A 的并合起源。這是首次發(fā)現(xiàn)爆發(fā)時(shí)間遠(yuǎn)超短暴典型時(shí)間的致密星并合起源的長(zhǎng)伽馬暴，也是首次發(fā)現(xiàn)來(lái)自長(zhǎng)暴的千新星。

GRB 211211A 獨(dú)一無(wú)二的觀測(cè)特征挑戰(zhàn)了科學(xué)家們對(duì)伽馬射線暴前身星系統(tǒng)和中心引擎模型的認(rèn)知。首先，超新星缺失可以直接排除此暴起源于大質(zhì)量恒星核坍縮的可能性；其次，主要爆發(fā)階段的 13 秒時(shí)長(zhǎng)超過(guò)了統(tǒng)計(jì)上短暴持續(xù)時(shí)間的上限（9 秒），而理論上中子星-中子星 / 黑洞并合所提供的中心引擎吸積時(shí)標(biāo)也很難達(dá)到如此長(zhǎng)的時(shí)間。該研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步指出，現(xiàn)有的前身星模型都無(wú)法解釋此暴獨(dú)特的觀測(cè)特征。因此，為解釋該持續(xù)時(shí)間，研究者必須要提出一種新的前身星模型，其前身星系統(tǒng)必須包含密度低于中子星物質(zhì)密度的致密天體，方可滿(mǎn)足中心引擎的吸積時(shí)標(biāo)達(dá)到數(shù)十秒的要求。此外，這一系統(tǒng)也必須產(chǎn)生足夠的中子物質(zhì)來(lái)支持千新星的產(chǎn)生。基于上述分析，新的前身星系統(tǒng)已彰明較著，即白矮星-中子星并合系統(tǒng)。該研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，白矮星-中子星并合之后產(chǎn)生了一個(gè)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(dòng)了 55 秒的延展輻射和數(shù)千秒的 X 射線平臺(tái)輻射，并為千新星提供了額外的能量注入。該研究團(tuán)隊(duì)首次提出這一方案來(lái)解釋 GRB 211211A，并指出其能夠自洽且完整地符合該暴的所有觀測(cè)特征。未來(lái)的低頻引力波探測(cè)器有望證實(shí)這種前身星系統(tǒng)的存在。

標(biāo)簽： 伽馬射線暴 持續(xù)時(shí)間