天文学家最近探测到了一次如此巨大的爆炸,以至于他们将其命名为BOAT——有史以来最亮的爆发。这次爆炸——现在被称为GRB 221009A——是一次伽马射线暴(GRB),是源于一颗巨大恒星死亡产生的一道极其高能的光。
这次爆发是自人类文明开始以来,X射线和伽马射线能量方面最明亮的爆发。它比之前观测到的任何一次都要亮70倍。描述这一结果以及与该爆发相关的其他研究的论文于3月发表在《天体物理学进展》的一期特刊中。
“如此明亮的爆发,地球上一万年才能遇到一次,”参与探测的路易斯安那州立大学助理教授兼天文学家Eric Burns说。
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所谓的长伽马射线暴——持续时间超过两秒的伽马射线暴——当一颗大质量恒星耗尽燃料并坍缩成黑洞时产生。这种灾难性的坍缩会导致强大的物质喷流喷射出来,与前恒星周围的气体碰撞,并产生高能伽马射线。如果喷流直接对准我们的星球,我们就可以从地球上看到这次爆炸。
天文学家们一直在监测天空中的伽马射线暴和其他明亮、短暂的光爆发——这也是他们发现BOAT的原因。与NASA的尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台(Neil Gehrels Swift Observatory)合作的研究团队,每次当一个名为伽马射线暴探测器(Burst Alert Telescope, BAT)的特定相机探测到一个新的伽马射线暴时,都会收到通知。
“这次的亮度足以让BAT触发两次,”GRB 221009A论文的合著者之一、宾夕法尼亚州立大学天文学家Maia Williams说。
该爆发的初步探测基于从SWIFT紫外/光学望远镜和NASA的费米伽马射线空间望远镜上收集的数据。“在超过二十多颗卫星上的仪器都观测到它之后,”Burns解释道。其中包括国际空间站上的NICER X射线望远镜、NASA的NuSTAR X射线望远镜、NASA新的成像X射线偏振探测器(IXPE)卫星,甚至还有旅行者号航天器之一。
有了关于BOAT的大量信息,天文学家们意识到它是一次“比往常更复杂的伽马射线暴”,并未参与此次发现的西北大学天文学家兼研究生Huei Sears说。
为什么BOAT如此明亮?首先,它离我们很近(在宇宙尺度上,距离约19亿光年),这增加了它的极端亮度——就像灯泡在近处比在房间的另一边看起来更亮一样。但它的亮度不仅仅是距离的巧合。Burns说,它“内在能量也是前所未见的”。
天文学家们怀疑,从创造BOAT的黑洞中喷射出的喷流比平常要窄。想象一下花园水龙头的喷射模式——而且碰巧的是,这个特定的水龙头正好对准了地球。然而,这些喷流为何如此表现,目前尚不清楚。
Burns说:“从科学上讲,BOAT已经证明我们现有的大部分事件模型都是不完整的。”
伽马射线暴在其最初的瞬间最亮,但会持续很长时间的余辉——在BOAT的情况下可能长达数年。Williams和她的团队计划只要可能,每周继续用SWIFT观测BOAT。他们还将使用NASA强大的詹姆斯·韦伯和哈勃太空望远镜,以其他波长观测,尽可能多地捕捉到这一罕见事件。
参与此次探测的阿拉巴马大学天体物理学家兼研究生Sarah Dalessi说:“BOAT之所以如此重要,是因为它是那些打破我们已知的东西的事件之一。这真是一生一次的事件。”