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【NASA发现创纪录伽马射线暴,中美欧俄日等联合观测,韦伯起到关键观测作用】
天文学家正在分析NASA多颗卫星及其他观测设施的数据,以破解7月2日发现的一次史无前例的宇宙爆发。该事件被命名为GRB 250702B,属于宇宙中最剧烈的伽马射线暴(GRB)类别,但持续时间长达数天,远超典型GRB仅几十秒至几分钟的时长。
此次爆发的初始伽马射线波至少持续7小时,是此前最长GRB纪录的近两倍。美国乔治华盛顿大学(George Washington University)与NASA戈达德航天飞行中心(Goddard Space Flight Center)的研究负责人艾莉莎·奈茨(Eliza Neights)指出:"这绝对是过去50年观测到的约15,000例GRB中独一无二的存在。"费米伽马射线空间望远镜(Fermi Gamma-ray Space Telescope)的伽马射线暴监视器首次探测到该事件,并在3小时内多次触发预警。
由于爆发时长超出所有在轨高能监测设备的单次观测能力,科学家必须联合多航天器数据才能完整还原事件。参与探测的设施包括:NASA的尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台(Neil Gehrels Swift Observatory)暴警望远镜、Wind任务搭载的俄罗斯Konus仪器、正飞往灵神星(16 Psyche)的Psyche航天器上的伽马射线与中子谱仪、国际空间站上日本的全天X射线图像监视器(MAXI),以及中国爱因斯坦探针(Einstein Probe)的宽场X射线望远镜。值得注意的是,爱因斯坦探针在爆发前一天就已探测到X射线信号,而斯威夫特X射线望远镜于7月3日首次精确定位,确认其位于盾牌座(Scutum)方向、靠近银河系尘埃密集区。
地面凯克(Keck)、双子星(Gemini)望远镜及欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT, Very Large Telescope)的初步观测暗示该方位存在星系,随后哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)清晰证实其为遥远星系。荷兰拉德堡德大学(Radboud University)的安德鲁·莱万(Andrew Levan)团队进一步分析发现,该星系形态异常,可能为两个星系并合,或单一星系被暗尘埃带分割。
NASA詹姆斯·韦伯空间望远镜(James Webb Space Telescope)的NIRcam仪器以极高分辨率确认:爆发光芒穿过一条横贯星系的尘埃带。英国伯明翰大学(University of Birmingham)的本杰明·冈珀茨(Benjamin Gompertz)团队利用韦伯NIRspec光谱仪和VLT测定,该星系距离达80亿光年,其质量竟超过银河系两倍以上。这一特征与典型恒星坍缩GRB的宿主星系截然不同。
卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的博士后研究员布伦丹·奥康纳(Brendan O'Connor)主导的X射线后续研究显示,爆发主事件后两天内,钱德拉X射线天文台(Chandra X-Ray Observatory)和核光谱望远镜阵列(NuSTAR, Nuclear Spectroscopic Telescope Array)仍探测到快速耀斑。奥康纳表示:"黑洞持续吸积物质驱动外流产生耀斑,但供能时间远超标准GRB模型允许的范围,说明黑洞在初始爆发后至少数天内仍在'进食'。"
科学界对爆发机制存在分歧,两种假说均涉及黑洞吞噬恒星,但黑洞质量差异巨大:
1. 中等质量黑洞潮汐瓦解事件:该模型认为,质量为数千倍太阳的中等质量黑洞(事件视界数倍于地球尺寸)撕裂并快速吞噬过近恒星。此类"中量级"黑洞介于恒星坍缩黑洞与星系中心超大质量黑洞之间,极为罕见。
2. 恒星质量黑洞并合模型:伽马射线团队更倾向于质量约三倍太阳的恒星级黑洞(事件视界仅18公里宽)与氦星伴星并合的场景。该氦星的大气层已被剥离,仅剩致密氦核。当黑洞浸入恒星主体后,从内部吞噬物质并释放能量,最终引发超新星爆发。
韦伯光谱观测未能发现伴随恒星坍缩GRB常见的超新星信号,但可能被尘埃和距离遮挡。北卡罗来纳大学(University of North Carolina)研究生乔纳森·卡尼(Jonathan Carney)指出,该星系质量之大已属意外,而爆发位置远离星系核心,排除了与中心超大质量黑洞关联的可能。
尽管最终定论需等待未来类似事件,GRB 250702B已极大拓展了对超长GRB的认知。相关研究成果已被《皇家天文学会月刊》《天体物理学杂志通讯》等期刊接收或发表。这一发现得益于NASA天体观测网络持续不断的巡天监测,标志着人类在探索宇宙极端物理过程方面取得重要进展。
