从来见到的已知是自大爆炸以来最大的爆炸的最亮的伽马射线暴有一个不像任何其它的一样的独特喷射结构

By Robert Lea

2023/6/9

Science & Astronomy

科学家说叫所有时代最亮（或BOAT）的快速射电爆可能被它的奇怪的喷射结构提供动力。

从来见到的最亮的伽马射线暴正在迫使天文学家来重新思考他们的理论。 (Image credit: NASA/Swift/A. Beardmore (University of Leicester))

科学家们可能终于知道是什么使人类从来见过的宇宙中最大的爆炸如此强大的。

天文学家已经发现从来见过的最亮的伽马射线暴（GRB）有一个独特的喷射结构并随之拖曳着一个异常大量的恒星物质。

这也许解释这次爆发的极端属性，据信已经被在当一颗位于距离地球约24亿光年远的人马座方向中的大质量恒星经历了总引力坍塌来诞生一个黑洞时发射以及为什么它的余辉持续了这么长时间。

被正式命名为GRB 221009A但绰号为BOAT或所有时代最亮的快速射电爆于2022年10月9日被发现并由于它的极端性质从其他快速射电爆中脱颖而出。它被视为一个高能伽马射线的强烈的明亮的闪光，随后是一个许多波长的光的低衰落余辉。

乔治华盛顿大学研究员和研究主要作者布伦丹奥康诺在一份声明中说，“GRB 221009A代表一个朝向我们的伽马射线暴的理解的一大步，并表明最极端的爆炸不服从花园品种伽马射线暴的标准物理学假设”。奥康诺领导的一个团队在2023年10月首次用智利双子座南望远镜发现后跟进来检测所有时代最亮快速射电爆。

也是10月14日首次观测了它的初次发现所有时代最亮后的团队的一员的西北大学博士候选吉莉安·拉斯蒂内贾德（Jillian Rastinejad）告诉生活科学杂志，GRB 221009A被认为比其他高能的快速射电爆更亮至少一个10倍的因素。

她说，“已经从这个快速射电爆检测到能量比大型强子对撞机 (LHC) 产生的的更强光子"。

甚至在所有时代最亮之前，伽马射线暴就已经被考虑为是宇宙中最强大、最猛烈、最高能量的爆炸，能够在几秒钟内爆炸出像太阳将在它的整个大约一百亿年生命周期中产生的一样多的能量。这些爆炸有两种类型，长持续时间和短持续时间，它们可能有不同的发射机制，两者都造成黑洞的创造。

强大的伽马射线暴的进一步检查已经揭示了它的结构以及亮度都是独一无二的。伽马射线暴是出人意料地宽。事实上，它是如此之宽以至于天文学家最初不能够看到它的边缘。

共同作者和巴斯大学物理系科学家亨德里克凡伊尔顿在一份声明中说，“我们的工作清楚地表明伽马射线暴有一个独特的结构，观察逐渐揭示一个嵌入在一个更广的气体流出中当一个孤立的射流通常会被预计时的狭窄喷射”。

因此，GRB 221009A的喷射似乎拥有宽和窄的将它与其他伽马射线暴区分开的射流“翼”。这可以解释为什么所有时代最亮的余晖在它的最初发现后的几个月内继续被天文学家以多种波长看到。

凡伊尔顿和团队有一个至于什么赋予所有时代最亮喷射它的独特结构的理论。

他说， “快速射电爆喷射需要穿过其中它们被形成的坍塌恒星，我们认为在这个案例中不同之处是发生在恒星材料和喷射之间混合的量，如此冲击加热的气体保持了出现在我们的视线中一路直到任何特征喷射签名都会在来自余辉的整体发射中丢失的点上”。

凡伊尔顿还指出，这些发现不仅可以帮助理解所有时代最亮，还可以帮助理解其他令人难以置信的明亮快速射电爆。

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奥康诺补充道，“GRB 221009A可能相当于长快速射电爆的罗塞塔石碑，迫使我们来修改我们的相对论性流出怎样被在坍塌的大质量恒星中形成的标准理论”。

这一发现将潜在的为未来探究伽马射线暴奠定基础，因为科学家们试图来解开仍旧围绕这些强大能量爆发的秘密。这些发现还可以帮助物理学家更好建模快速射电爆喷射的结构。

该研究的共同作者和乔治华盛顿大学物理学副教授亚历山大凡德豪斯说，“长期以来，我们已经认为关于喷射为像冰淇淋蛋筒一样被成形，然而，近年来的一些伽马射线暴，特别是这里介绍的工作表明我们需要更复杂的模型和详细的伽马射线暴喷射计算机仿真”。