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在45億光年外,發(fā)現(xiàn)大質(zhì)量恒星坍塌爆炸,并產(chǎn)生了伽馬射線暴!

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當(dāng)遙遠(yuǎn)星系中的一顆大質(zhì)量恒星坍塌形成黑洞時,兩股巨大的發(fā)光等離子射流從其核心射出。這些極其明亮的伽馬射線暴(GRBs)是宇宙中最強(qiáng)大的爆炸,當(dāng)噴射流指向地球時,地面和星載望遠(yuǎn)鏡都可以探測到其余輝。物質(zhì)并不是簡單地從一顆爆炸的恒星上彈射出來,它沿著伽馬射線噴流的窄光束加速到超高速,這讓天體物理學(xué)家對驅(qū)動這些非凡爆炸的動力源感到困惑。

現(xiàn)在,由巴斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新國際研究,將有望揭開這一神秘現(xiàn)象的面紗。許多天文學(xué)家傾向于基于重子噴流模型來解釋伽瑪暴。這就是說,爆炸中噴出的物質(zhì)與瀕臨死恒星周圍物質(zhì)之間反復(fù)劇烈的碰撞,產(chǎn)生了伽馬射線閃光和不斷膨脹恒星即將熄滅的余燼。第二個假設(shè)稱為磁場模型,假設(shè)恒星中一個巨大的原始磁場在初始爆炸后幾秒鐘內(nèi)崩潰,釋放的能量為巨大的爆炸提供動力。

現(xiàn)在,一個國際研究小組首次發(fā)現(xiàn)了支持這一磁性模型的證據(jù)。巴斯天體物理學(xué)家與來自英國、意大利、斯洛文尼亞、俄羅斯、南非和西班牙的研究人員合作,檢查了45億光年外星系中一顆大質(zhì)量恒星坍塌的數(shù)據(jù)。在NASA星載Neil GehrelsSwift天文臺探測到這顆恒星的伽馬射線閃光(命名為GRB190114C)后,收到了恒星坍塌的警報。研究人員注意到,在恒星崩塌后的瞬間,伽馬射線爆發(fā)中的偏振水平低得驚人,這表明恒星的磁場在爆炸中被摧毀了。

其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上;研究的主要作者、Hiroko和Jim Sherwin的天體物理學(xué)研究生獎學(xué)金持有者Nuria Jordan ana-Mitjans說:從之前的研究來看,預(yù)計(jì)在爆炸后的前100秒內(nèi)會探測到高達(dá)30%的偏振度,所以我們很驚訝,在爆炸后不到一分鐘的時間里,只測到了7.7%的偏振度,之后不久又突然下降到2%。這告訴我們,爆炸發(fā)生后,磁場立即災(zāi)難性地坍塌,釋放出能量,并為電磁光譜中探測到的明亮光線提供動力。

伽瑪暴是由繞地球運(yùn)行的專用衛(wèi)星探測到,然而,沒有人能預(yù)測伽瑪暴將在哪里或何時出現(xiàn),所以科學(xué)家們依靠自主快速反應(yīng)機(jī)器人望遠(yuǎn)鏡來捕捉快速閃光的余輝。在NASA天文臺發(fā)現(xiàn)伽瑪暴190114C幾秒鐘后,位于加那利群島和南非的機(jī)器人望遠(yuǎn)鏡收到了NASA的發(fā)現(xiàn)通知并重新定向,在伽瑪暴發(fā)現(xiàn)后的一分鐘內(nèi),望遠(yuǎn)鏡就開始收集有關(guān)數(shù)據(jù)。巴斯大學(xué)天體物理學(xué)系主任、這項(xiàng)研究的合著者卡羅爾·蒙代爾教授說:

我們的創(chuàng)新望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)是完全自主的,環(huán)路中沒有人類,所以他們很快就離開了,幾乎在被SWIFT衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)后立即開始對伽馬暴進(jìn)行觀測。而且,值得注意的是,能夠在舒適的家中,發(fā)現(xiàn)原始磁場在為遙遠(yuǎn)星系宇宙爆炸提供動力方面的重要性。

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博科園|研究/來自:巴斯大學(xué)

參考期刊《天體物理學(xué)》

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