
伽瑪射線爆發(fā)的藝術插圖。鳴謝:國際雙子座天文臺/NOIRLab/NSF/AURA/M .加爾利克/M .扎馬尼
(神秘的強大起源地球uux.cn)據(jù)西北大學:在尋找強大的伽馬射線爆發(fā)(GRB)的起源時,一個國際天體物理學家小組可能偶然發(fā)現(xiàn)了一種摧毀恒星的伽的新杭州包夜外圍(微信189-4469-7302)一二線城市模特空姐網(wǎng)紅學生上門新方法。
盡管大多數(shù)伽馬射線暴源自大質(zhì)量恒星爆炸或中子星合并,馬射但研究人員得出結(jié)論,發(fā)的方法GRB 191019A反而來自古老星系核心超大質(zhì)量黑洞周圍擁擠環(huán)境中的時偶恒星碰撞或恒星殘余。這種毀滅德比的摧毀環(huán)境指向了一種長期假設的——但從未見過的——毀滅恒星并產(chǎn)生GRB的方式。
這項研究發(fā)表在《自然天文學》雜志上。恒星由荷蘭拉德布大學領導的尋找線爆現(xiàn)種研究小組包括來自西北大學的天文學家。
“對于每一百個符合伽馬射線爆發(fā)傳統(tǒng)分類方案的強大起源事件,至少有一個古怪的伽的新事件讓我們陷入困境,”西北大學天體物理學家兼研究合著者Wen-fai Fong說,馬射“然而,發(fā)的方法杭州包夜外圍(微信189-4469-7302)一二線城市模特空姐網(wǎng)紅學生上門正是時偶這些古怪的事件告訴我們宇宙能夠發(fā)生的爆炸的驚人多樣性。”
“在致密的摧毀恒星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)這些非凡的現(xiàn)象,特別是那些圍繞星系核心超大質(zhì)量黑洞的現(xiàn)象,無疑是令人興奮的,”西北大學天體物理學家兼研究合著者賈科莫·弗拉吉奧內(nèi)說。“這一非凡的發(fā)現(xiàn)讓我們得以一瞥這些宇宙環(huán)境中錯綜復雜的動態(tài),將它們確立為事件的工廠,否則這將被認為是不可能的。”
Fong是西北大學溫伯格文理學院物理學和天文學助理教授,也是天體物理學跨學科探索和研究中心(CIERA)的成員。Fragione是CIERA的研究助理教授。西北大學的其他合著者包括Anya Nugent和Jillian Rastinejad——兩人都是天文學博士生,也是Fong研究小組的成員。
根據(jù)質(zhì)量,大多數(shù)恒星以三種可預測的方式死亡。當像我們的太陽這樣相對低質(zhì)量的恒星年老時,它們會脫落外層,最終褪色成為白矮星。另一方面,更大質(zhì)量的恒星在災難性的超新星爆炸中燃燒得更亮,爆炸得更快,產(chǎn)生了像中子星和黑洞這樣的超密度物體。第三種情況發(fā)生在兩個這樣的恒星殘骸形成一個雙星系統(tǒng)并最終碰撞的時候。
但是新的研究發(fā)現(xiàn)可能有第四種選擇。
“我們的結(jié)果表明,恒星可能會在宇宙中一些最密集的區(qū)域消亡,在那里它們可能會被驅(qū)使碰撞,”主要作者安德魯·萊萬說,他是拉德布大學的天文學家。“這對于理解恒星如何死亡以及回答其他問題來說是令人興奮的,例如哪些意想不到的來源可能產(chǎn)生我們可以在地球上探測到的引力波。”
在恒星形成的黃金時期過后很久,古老的星系幾乎沒有大質(zhì)量恒星。然而,它們的核心充滿了恒星和超密度恒星殘余物,如白矮星、中子星和黑洞。天文學家長期以來一直懷疑,在超大質(zhì)量黑洞周圍活動的動蕩蜂巢中,兩個恒星物體相撞產(chǎn)生GRB只是時間問題。但是這種合并的證據(jù)仍然難以捉摸。
2019年10月19日,當美國宇航局的尼爾·格里爾斯·斯威夫特天文臺探測到持續(xù)一分多鐘的伽馬射線明亮閃光時,天文學家瞥見了這種事件的第一個跡象。任何持續(xù)超過兩秒鐘的GRB都被認為是“長的”這種爆發(fā)通常來自質(zhì)量至少是太陽10倍的恒星的坍縮。
然后,研究人員使用智利的雙子座南方望遠鏡——國家科學基金會NOIRLab運營的國際雙子座天文臺的一部分——對GRB褪色的余輝進行長期觀察。
這些觀測使天文學家能夠?qū)RB的位置精確定位到距離一個古老星系的核心不到100光年的區(qū)域——非常靠近該星系的超大質(zhì)量黑洞。奇怪的是,研究人員也沒有發(fā)現(xiàn)相應超新星的證據(jù),這將在雙子座南捕獲的光線上留下印記。
“伴隨長GRB 191019A的超新星的缺乏告訴我們,這次爆發(fā)不是典型的大質(zhì)量恒星坍塌,”Rastinejad說,他進行了計算以確保超新星沒有隱藏在數(shù)據(jù)中。“嵌入主星系核心的GRB 191019A的位置,對引力波發(fā)射源可能如何形成的預測但尚未證實的理論提出了挑戰(zhàn)。”
在典型的星系環(huán)境中,從碰撞的恒星殘留物,如中子星和黑洞,產(chǎn)生長伽馬射線暴是非常罕見的。然而,古老星系的核心絕不是典型的,可能有一百萬或更多的恒星擠在一個僅幾光年寬的區(qū)域內(nèi)。
這種極端的人口密度可能足夠大,以至于偶爾會發(fā)生恒星碰撞,特別是在超大質(zhì)量黑洞的巨大引力影響下,這將擾亂恒星的運動,并使它們向隨機方向傾斜。最終,這些任性的恒星會相交并融合,引發(fā)巨大的爆炸,從遙遠的宇宙距離都可以觀測到。
“這一事件幾乎打破了我們對短伽瑪暴和長伽瑪暴環(huán)境的所有預期,”紐金特說,他對宿主星系進行了至關重要的建模。
“雖然長伽瑪暴從未在像GRB 191019A的宿主一樣古老和死亡的星系中發(fā)現(xiàn),但短伽瑪暴,以及它們的合并起源,還沒有被觀察到與它們宿主的原子核有如此的聯(lián)系。在它古老的靜止星系的核心發(fā)現(xiàn)這一事件,為以前很少觀察到的雙星系統(tǒng)的形成打開了有希望的新途徑。"
這種事件可能經(jīng)常發(fā)生在宇宙中類似的擁擠區(qū)域,但直到現(xiàn)在才被注意到。它們模糊不清的一個可能原因是星系中心充滿了塵埃和氣體,這可能掩蓋了GRB最初的閃光和隨之而來的余輝。GRB 191019A可能是一個罕見的例外,它允許天文學家探測到這次爆發(fā)并研究其后果。
“雖然這是首次發(fā)現(xiàn)此類事件,但可能還有更多事件被星系附近的大量塵埃所掩蓋,”Fong說。“事實上,如果這種持續(xù)時間長的事件來自于致密天體的合并,那么它就導致了不斷增長的伽瑪暴數(shù)量,這違背了我們的傳統(tǒng)分類。”
通過努力發(fā)現(xiàn)更多這樣的事件,研究人員希望將GRB探測與相應的引力波探測相匹配,這將揭示更多關于它們的真實性質(zhì)并確認它們的起源——即使在最黑暗的環(huán)境中。維拉·c·魯賓天文臺將于2025年上線,它將在這類研究中發(fā)揮不可估量的作用。
這項名為“來自古老星系核心的動力起源的長時間伽馬射線爆發(fā)”的研究發(fā)表在《自然天文學》上。