在一次典型的伽馬射線爆發(fā)中，當(dāng)恒星坍縮成黑洞時(shí)，射線一股粒子流刺穿了恒星，爆發(fā)爆炸
正如這位藝術(shù)家的有史宇宙概念中所描繪的那樣。伽馬射線爆發(fā)221009A產(chǎn)生的探測特特噴流有一些獨(dú)特的特征。鳴謝:美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心
（神秘的最明征地球uux.cn）據(jù)美國宇航局：美國宇航局的NuSTAR X射線望遠(yuǎn)鏡的觀測為天文學(xué)家提供了迄今為止探測到的最明亮、最高能的其獨(dú)伽馬射線爆發(fā)的新線索。
當(dāng)科學(xué)家在2022年10月9日探測到被稱為GRB 221009A的伽馬伽馬射線爆發(fā)時(shí)，他們稱之為有史以來最亮的射線，或船。爆發(fā)爆炸大多數(shù)伽馬射線爆發(fā)發(fā)生在比我們的有史宇宙太陽質(zhì)量更大的恒星核心坍塌，成為黑洞的探測特特時(shí)候。這些事件通常在幾分鐘內(nèi)釋放的最明征能量相當(dāng)于太陽一生釋放的能量。后續(xù)研究表明，其獨(dú)
GRB 221009A比之前的伽馬記錄保持者要亮70倍，也更有活力。雖然科學(xué)家們還不知道為什么，但他們從美國宇航局的NuSTAR(核光譜望遠(yuǎn)鏡陣列)天文臺(tái)獲得了一個(gè)誘人的線索。
在6月7日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家們利用NuSTAR對該事件的觀察，展示了塌縮恒星如何噴射出一種物質(zhì)噴流，這種物質(zhì)噴流具有以前在伽馬射線爆發(fā)噴流中沒有觀察到的形狀，以及其他獨(dú)特的特征。有可能這些區(qū)別的來源是祖星，它的物理性質(zhì)可能會(huì)影響爆發(fā)的特征。也有可能是一種完全不同的機(jī)制向太空發(fā)射了非常明亮的噴流。
“這次事件比我們以前見過的任何伽馬射線爆發(fā)都要亮得多，能量也大得多，甚至還不夠，”這項(xiàng)新研究的主要作者、華盛頓喬治華盛頓大學(xué)的天文學(xué)家布倫丹·奧康納說。“然后，當(dāng)我們分析NuSTAR數(shù)據(jù)時(shí)，我們意識(shí)到它也有這種獨(dú)特的噴射結(jié)構(gòu)。這真的很令人興奮，因?yàn)槲覀儫o法研究產(chǎn)生這一事件的恒星；現(xiàn)在沒了。但我們現(xiàn)在有了一些數(shù)據(jù)，為我們提供了它是如何爆炸的線索。”
大型噴氣式客機(jī)
伽馬射線是宇宙中能量最大的光，但人眼卻看不見。所有已知的伽馬射線爆發(fā)都起源于我們銀河系之外的星系，但其亮度足以在數(shù)十億光年之外被發(fā)現(xiàn)。一些閃爍存在，持續(xù)不到兩秒鐘，而所謂的長伽馬射線爆發(fā)通常輻射伽馬射線一分鐘或更長時(shí)間。這些物體可以輻射其他波長數(shù)周。
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡捕捉到了被稱為GRB 221009A及其宿主星系的伽馬射線爆發(fā)的紅外余輝(圓圈部分)。這張合成照片包含了2022年11月8日和12月4日拍攝的圖像，大約在火山爆發(fā)后一兩個(gè)月。余輝可能在幾年內(nèi)仍然可以檢測到。學(xué)分:NASA、ESA、CSA、STScI、A. Levan (Radboud大學(xué))；圖像處理:Gladys Kober
GRB 221009A是一個(gè)很長的伽馬射線爆發(fā)，它非常明亮，有效地蒙蔽了太空中的大多數(shù)伽馬射線儀器。美國科學(xué)家能夠利用美國宇航局費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)重建這一事件，以確定其實(shí)際亮度。(這艘船也被美國宇航局的哈勃和詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，該機(jī)構(gòu)的風(fēng)和旅行者1號(hào)飛船，以及歐空局或歐洲航天局的太陽軌道器探測到。)
與其他伽馬射線爆發(fā)類似，GRB 221009A有一股噴流從塌縮的恒星中爆發(fā)出來，就像它從消防水龍帶被射入太空一樣，伽馬射線從噴流核心的熱氣和粒子中輻射出來。但是GRB 221009A的噴氣式飛機(jī)在幾個(gè)方面脫穎而出。幾乎在以前觀測到的每一次伽馬射線爆發(fā)中，噴流都保持著非常緊湊的狀態(tài)，在狹窄的射線束之外幾乎沒有雜散光或物質(zhì)。(事實(shí)上，伽馬射線爆發(fā)非常緊湊，只有當(dāng)它們的噴流幾乎直接指向地球時(shí)，才能觀察到伽馬射線。)
相比之下，在GRB 221009A中，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的核心較窄，側(cè)面較寬且傾斜。一些最高能的伽馬射線噴流已經(jīng)顯示出類似的特性，但從船上噴出的噴流在一個(gè)重要方面是獨(dú)特的:GRB 221009A中的物質(zhì)的能量也是不同的，這意味著不是噴流中的所有物質(zhì)都具有相同的能量——就像從槍中射出的一顆子彈一樣——物質(zhì)的能量隨著距噴流核心的距離而變化。這是以前從未在長伽馬射線爆發(fā)噴流中觀察到的。
“產(chǎn)生不同噴流結(jié)構(gòu)和改變能量的唯一方法是改變爆炸恒星的一些屬性，如大小、質(zhì)量、密度或磁場，”羅馬大學(xué)物理學(xué)教授埃莉諾拉·特羅賈說，他領(lǐng)導(dǎo)了NuSTAR對這一事件的觀察。“這是因?yàn)閲娏骰旧媳仨殯_出恒星。因此，舉例來說，它遇到的阻力可能會(huì)影響飛機(jī)的特性。”
雪地上的腳印
天文學(xué)家可以看到伽馬射線噴流發(fā)出的光，但距離意味著他們不能直接解析噴流的圖像。研究人員必須解讀這些事件發(fā)出的光，以了解遠(yuǎn)處物體的物理特征。這有點(diǎn)像觀察雪地上的腳印，并推斷出留下腳印的人的身體特征。
在許多情況下，對于來自宇宙事件的光可能有不止一種可能的解釋。不止一臺(tái)X射線望遠(yuǎn)鏡觀測到了GRB 221009A，包括美國宇航局的尼爾·格里爾斯·斯威夫特天文臺(tái)和中子星內(nèi)部成分探測器(NICER)，以及歐空局的XMM-Newton望遠(yuǎn)鏡。NuSTAR的數(shù)據(jù)有助于縮小這些可能性。它表明，當(dāng)噴流進(jìn)入太空時(shí)，它與星際介質(zhì)，或填充恒星之間空間的原子和粒子的稀疏海洋相撞。這次碰撞產(chǎn)生了X射線——能量略低于伽馬射線的光粒子。
“有多臺(tái)X射線望遠(yuǎn)鏡在太空中工作，每臺(tái)都有不同的優(yōu)勢，可以幫助天文學(xué)家更好地了解這些宇宙物體，”美國宇航局位于南加州的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的NuSTAR項(xiàng)目科學(xué)家丹尼爾·斯特恩說。
關(guān)于任務(wù)的更多信息
NuSTAR是一項(xiàng)小型探索任務(wù)，由加州理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)，JPL為美國宇航局科學(xué)任務(wù)理事會(huì)管理，由丹麥技術(shù)大學(xué)和意大利航天局(ASI)合作開發(fā)。該航天器由弗吉尼亞州杜勒斯的軌道科學(xué)公司制造。NuSTAR的任務(wù)操作中心位于加州大學(xué)伯克利分校，官方數(shù)據(jù)檔案位于美國宇航局高能天體物理科學(xué)檔案研究中心，該中心位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達(dá)德太空飛行中心。意大利航天局提供任務(wù)的地面站和鏡像數(shù)據(jù)檔案。加州理工學(xué)院為美國宇航局管理JPL。
卡拉克菲爾德加州帕薩迪納噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。
