美国宇航局的斯威夫特发现了三次异常持久的恒星爆炸

作者:桑垴榄

<p>在三项新的研究中,天文学家讨论了美国宇航局的斯威夫特卫星发现的三次异常持久的恒星爆炸,并代表了一种先前未被认识的伽马射线爆发类型GRB 111209A于2011年12月9日爆炸爆炸产生的高能量发射</p><p>令人惊讶的七个小时,创造了有史以来观察时间最长的GRB记录这张假彩色图像显示了美国宇航局Swift卫星上的X射线望远镜拍摄的事件信用:NASA / Swift / B Gendre(ASDC / INAF-OAR / ARTEMIS)美国宇航局的Swift卫星发现的三次异常持久的恒星爆炸代表了以前未被认识的一类伽马射线爆发(GRBs)两个国际天文学家研究这些事件的团队得出的结论是,它们很可能是由于超巨星的数百次灾难性死亡而引起的比太阳更大天文学家周二在田纳西州纳什维尔举行的2013年亨茨维尔伽玛射线研讨会上讨论了他们的研究结果g部分由阿拉巴马大学亨茨维尔分校和美国国家航空航天局的斯威夫特和费米伽玛射线太空望远镜任务赞助GRB是宇宙中最明亮,最神秘的爆炸</p><p>爆炸产生伽马射线的激增 - 最强大的光线形式 - 以及作为X射线,它们产生可以在光学和无线电能量下观察到的余辉</p><p>斯威夫特,费米和其他航天器每天平均检测到大约一个GRB三个最近的GRB(蓝点)发射高能伽马射线和X-随着时间的推移,射线光的长度比典型的长爆发高100倍,构成了一个新的超长级</p><p>该图比较了不同类别的瞬态高能事件中接收的能量和事件持续时间:长GRB(绿色);我们自己的星系中的中子星或恒星质量黑洞对小行星或彗星的破坏,或另一个星系中的超新星冲击波的爆发(橙色);另一个星系中的超大质量黑洞对恒星的潮汐破坏(紫色)图片来源:美国宇航局的戈达德太空飞行中心,在B Gendre之后(ASDC / INAF-OAR / ARTEMIS)“我们已经看到成千上万的伽马射线爆发了过去四十年,但直到现在我们才能清楚地看到这些特殊事件的极端程度,“现在与法国国家科学研究中心合作的研究人员Bruce Gendre说道,他在意大利航天局领导这项研究</p><p>意大利弗拉斯卡蒂的科学数据中心在斯威夫特于2004年发射之前,卫星仪器对伽马射线爆发的敏感程度要低得多,这些爆发在相对较长的时间尺度上展开传统上,天文学家已经认识到两种GRB类型,短期和长期,基于伽马射线信号短脉冲持续两秒或更短时间,被认为代表二元系统中紧凑物体的合并,最可能的嫌疑人是中子星和黑色霍尔es Long GRB可能持续几秒到几分钟,典型的持续时间在20到50秒之间</p><p>这些事件被认为与太阳质量的坍塌以及由此产生的新黑洞的出现有关</p><p>情景产生了强大的喷气式飞机,以相反的方向以近乎光速的速度推进物质当它们与恒星内部和周围的物质相互作用时,喷气式飞机产生高能量光源Gendre和他的同事对GRB 111209A进行了详细研究,2011年12月9日爆发,利用美国宇航局风能航天器上的Konus仪器的伽马射线数据,斯威夫特和欧洲航天局XMM-牛顿卫星的X射线观测,以及来自新西兰TAROT机器人天文台的光学数据,智利爆发持续产生高达7小时的高能量排放,使其成为迄今为止历时最长的GRB记录</p><p>该团队的调查结果出现在3月20日的编辑中天文物理杂志另一项活动GRB 101225A于2010年圣诞节爆发并产生至少两小时的高能量发射随后被称为“圣诞节爆发”,事件的距离未知,导致两支队伍急剧抵达不同的物理解释一组人得出结论,爆炸是由于小行星或彗星坠落在我们自己的星系中的一颗中子星上</p><p>另一个小组确定爆发是在距离我们350亿光年远的奇异二进制系统中的一次合并事件的结果</p><p>  GRB 101225A,更为人所知的是“圣诞爆发”,是一种异常持久的伽马射线爆发因为没有测量它的距离,天文学家提出了两种根本不同的解释</p><p>首先,我们自己的星系中的一颗孤立的中子星被撕碎了在第二个中,一颗中子星被一个遥远的星系中的一颗进化的巨星吞噬,融合并融合在一起</p><p>现在,由于测量了圣诞爆发的宿主星系,天文学家已经确定它代表着比太阳大几百倍的超巨星的崩溃和爆炸信用:美国宇航局的戈达德太空飞行中心科学可视化工作室“我们现在知道圣诞爆发发生得更远,超过可观察宇宙的一半,因此比这些研究人员想象的要强大得多,“英国考文垂沃里克大学的天文学家安德鲁莱万说,使用宝石在夏威夷的北望远镜中,Levan和他的团队获得了一系列暗淡的星系,这些星系主持了圣诞节爆发</p><p>这使得科学家能够识别氧气和氢气的排放线,并确定这些线路与其外观相比在更低的能量下被移位的程度</p><p>一个实验室这个天文学家称之为红移的差异使爆发产生了大约70亿光年远作为这项研究的一部分,在提交给天体物理学杂志的论文中有描述,Levan的团队也研究了111209A和最近的研究</p><p>爆发121027A,于2012年10月27日爆炸所有显示出类似的X射线,紫外线和光学发射,所有这些都来自紧凑星系的中心区域,这些星系正在积极形成恒星</p><p>天文学家得出结论,所有三个GRB都构成了迄今未被认识到的一群“超长“爆发”Swift观察到的GRB的数量,持续时间和爆发等级在此图中显示颜色将每个GRB类别链接到illustra图上方显示了源星的估计大小</p><p>相比之下,黄色圆圈的宽度代表一颗比太阳大20%的星</p><p>信用:Andrew Levan,Warwick大学为了解释正常类的长GRB天文学家设想一颗类似于太阳大小的恒星,但它的质量却是它的质量,它的质量必须高到足以让恒星发生能量危机,其核心最终耗尽燃料并在自身重量下坍塌形成黑洞落在新生黑洞上的一些物质被重定向成强大的喷流,钻穿恒星,产生伽马射线尖峰,但由于爆发是短暂的,因此恒星必须相对较小“Wolf-Rayet星星适合这些要求,“Levan解释说”它们的出生时间是太阳质量的25倍以上,但是它们燃烧得如此之热,以至于它们驱走了它们最深的最外层的氢气,因为我们称之为“恒星风”</p><p>星球的大气层留下足够大的物体形成一个黑洞,但足够小,以便粒子喷气机在长GRB的典型时间内一直钻进,因为超长GRB的持续时间比长GRB长100倍,它们需要一个相应更大物理尺寸的恒星来源两组都认为可能的候选者是一颗超巨星,一颗太阳质量约为20倍的恒星,仍保留其深层氢气,使其成为太阳直径的数百倍天文学家认为蓝色超巨星可能是超长GRB的最可能来源这些恒星的质量约为太阳质量的20倍,可能达到太阳的1000倍,使它们几乎足够宽,可以跨越木星的轨道</p><p>信用:美国宇航局的戈达德太空飞行中心/ S Wiessinger Gendre的团队走得更远,表明GRB 111209A标志着一个含有相对适量元素的蓝色超巨星的死亡比天文学家称之为金属的氦更强大“大质量恒星的金属含量控制着恒星风的强度,这决定了它随着年龄的增长而保留多少氢气氛,”Gendre指出,恒星的氢气包层需要数小时完成它落入黑洞,这将提供一个长寿命的燃料源,为超长GRB喷气机提供动力 根据John Graham和Andrew Fruchter提供的详细研究,金属含量在长GRB的发展中也发挥着重要作用,巴尔的摩星球太空望远镜科学研究所的两位天文学家在整个能量生产生命和超新星期间都制造了重要元素</p><p>爆炸,每一代恒星都会增加星际气体的比例,而天文学家们已经注意到,长期的GRB在金属贫乏的星系中发生得更频繁,其中一些人认为这种模式不是恒星所固有的</p><p>环境为了研究这种可能性,Graham和Fruchter开发了一种新方法,可以让他们通过恒星形成的基本速率来比较星系</p><p>然后他们检查了作为长GRB和各种类型超新星的宿主的星系以及20,000的对照样本斯隆数字巡天中的典型星系天文学家发现75%的长GRB发生在金属含量最低的恒星形成的10%中,虽然研究发现在金属含量高的环境中有一些长GRB,就像我们自己的星系一样,这些只发生在每单位低金属环境中的4%左右</p><p>潜在的恒星形成“大多数恒星在富含金属的环境中形成,随着宇宙变老,这会产生减少长GRB流行的副作用,”格雷厄姆解释说,“而附近的长GRB对地球上的生命将是灾难性的我们的研究表明,像我们这样的星系生产它们的可能性要小得多“天文学家怀疑这种模式反映了一颗大质量恒星如何保持其旋转速度的差异上升的金属含量意味着更强的恒星风力随着这些风推动物质的流动在恒星的表面上,恒星的旋转逐渐减小,就像旋转的溜冰者在她伸出双臂时减速一样,更快速旋转的星星可能更有可能产生一个长GRB Graham和Fruchter假设在高金属环境中发现的少数长GRB在附近的伴星存在的情况下得到了一个辅助物质通过将质量 - 以及它的旋转能量 - 提供给爆炸的恒星,一个伴星作为物理上等同于某人推动缓慢旋转的溜冰者回到更高的旋转速度相关链接:>纸张:“超长伽马射线爆发111209A:蓝色超巨星的崩溃</p><p>”B Genre等人>论文:“一个新的超长持续伽马射线爆发人群”AJ Levan等人论文:“LGRBs的金属厌恶”JF Graham和AS Fruchter资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心Francis Reddy; NASA图片:NASA / Swift / B Gendre(ASDC / INAF-OAR / ARTEMIS);美国宇航局的戈达德太空飞行中心,....