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自大爆炸以来记录的最大宇宙爆炸正在揭示伽马射线爆发的秘密

(2025-07-31 08:32:06)

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杂谈

自大爆炸以来记录的最大宇宙爆炸正在揭示伽马射线爆发的秘密

By Robert Lea published 10 hours ago

Astronomy

有好的理由它被昵称为“所有时间的最亮的”或“BOAT”。

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A huge explosion in space is illustrated with a white jet slashed through the center.

从来见过的大的宇宙爆炸的一个例子，所有时间的最亮的以及它产生的伽马射线爆发。(Image credit: ESO/A. Roquette)

天文学家已经重新检查了从来见过的最大的爆炸，可能的自大爆炸以来最大的爆炸来了解更多关于叫伽马射线暴（GRBs）的高能神秘爆炸。

被适宜的命名为“所有时间的最明亮的”或“BOAT”并被正式命名为GRB 221009A，这是从来探测到的最强大的伽马射线暴。考虑到一个典型的伽马射线暴能在几秒钟内释放多达像太阳将在它的100亿年的整个生命周期内来辐射的能量这绝不是壮举。

然而，尽管它们的高能性质和强烈的亮度但伽马射线暴有很难来追踪的来源。因此科学家们考虑伽马射线暴是某些一个谜的事情。它们出现起源于银河系之外，但随它们旅行过如此遥远的距离它们的伽马射线信号减弱。

虽然伽马射线暴宣布它们自己有一个短暂的持续几秒钟到几分钟的相，但这被一个能从几个小时到几个月褪去的余辉跟随。

它们也以两种分明的被持续时间分类的类型而来。.

长周期伽马射线暴有比两秒更长的持续时间，据信是当宇宙的最大质量的恒星成超新星留下黑洞时发射的。理论化持续时间不到两秒到刚好几毫秒的短伽马射线暴当中子星一起撞击并合并时发生。

A bright yellow orb in the center of the screen has blue-green concentric circles coming out of it like a ray. All around, there's fire, haze and stuff that makes it look like an explosion is occurring.

一颗核坍塌超新星诞生一个黑洞并发射一个伽马射线暴。 (Image credit: Robert Lea (created with Canva))

特别是所有时间的最亮的被认为当一颗距离我们约240万光年的大质量恒星在它的生命末期成超新星时已经被发射。这次爆炸被认为在它的尾迹中已经留下一个恒星质量的黑洞。

天文学家在所有时间的最亮的的伽马射线通量中检测到一个过量，这暗示伽马射线暴在高能有一个复杂的性质。这可能添加支持这样一种产生伽马射线暴的爆炸在粒子被加速到高能的射流内雕塑结构化的多层射流的想法。

追逐所有时间的最亮的

2022年10月9日所有时间的最亮的被包括美国宇航局的费米和斯威夫特航天器的一系列望远镜首次发现。它的极端性质标志了它立即从其他伽马射线暴脱颖而出。尽管天文学家最初探测到所有时间的最亮的为一种强烈明亮的高能伽马射线闪光，但这种闪光被跨许多波长的光的褪去的余辉跟随，这样允许非伽马射线望远镜来研究它。

该团队用在西班牙拉帕尔马的洛克姆查朝斯（Roque de los Muchachos）天文台大尺寸望远镜（LST）原型（LST-1）进行了他们的分析。大尺寸望远镜在望远镜的调试阶段期间发现初始爆炸约一天零八小时后在满月的挑战性条件下开始了观测所有时间的最亮的。

跟随所有时间的最亮的20天允许了研究人员对来自爆炸的高能伽马射线的上限放上约束。这意味着这些观察结果可以帮助区分可能的伽玛射线暴创造机制之间。

A pinkish spherical blast is seen with a yellow laser-like streak strewn diagonally through the center. In the background, is it patchy and green.

发射了所有时间的最亮的的超新星的描画，自大爆炸以来最强大的宇宙爆炸的伽马射线爆发。(Image credit: Aaron M. Geller / Northwestern / CIERA / IT Research Computing and Data Services.)

无论被中子星碰撞还是被大质量恒星的超新星死亡产生，伽马射线暴都被认为涉及电离气体或等离子体的一个超高速喷射。但这个喷射如何被建造一直是个谜。

所有时间的最亮的的LST-1观测似乎来表明这种伽马射线暴被一个分层射流提供动力，该射流由在一个更宽的移动更慢的物质隧道中高速的物质鞘的中心锥体组成。

这不仅与提出等离子体射流有一个更类似于陀螺帽形状帽沿由更低能量粒子弄成的结构的模型相矛盾，而且还暗示驱动这些射流的中央引擎的性质。