明亮的宇宙伽马射线暴可能揭示出奇怪的星际“结点”

2021年06月18日 19:54 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

伽马射线暴是巨大的宇宙爆炸,是宇宙中最明亮和最有能量的事件之一。它们的亮度随时间变化,像手电筒照进黑暗的房间一样照亮深空。据预测,大多数观察到的伽马射线暴所发出的强烈辐射是在超新星期间,也就是当恒星内爆形成中子星或黑洞时释放的。

在最近观察到的名为GRB 160203A的伽马射线暴事件中,根据标准的科学模型,爆炸的遗迹开始发光,比预期的要亮得多,甚至在最初的闪光数小时之后。我们现在相信,这种 "重新变亮 "是由于爆炸的主体撞上了源星喷出的物质外壳,或者是星际 "结"造成的。这两种理论都表明,标准的伽马射线暴模型需要被重新审视,也许周围的空间并不像原来预测的那样平滑和均匀。

在我们的研究中,我们开始收集来自世界各地观测伽马射线暴事件的报告,包括扎德科研究望远镜的档案。通过仔细校准来自不同来源的数据,并比较不同时间的亮度,我们解开了周围的星系,并定义了爆发的关键特征:时间指数(它随着时间消逝的速度),光谱指数(爆发的整体颜色),以及消光(有多少光被中途的物质吸收)。一个令人惊讶的发现是,该爆发的宿主星系的密度异常密集,与我们自己的星系银河系差不多。

下一步是要看看数据是如何以及何时偏离模型的。通过进一步的计算,我们确定了三个有趣的时间段,它们表明与模型的预测相比有明显的亮度差异。尽管第三个时间段可能是一个巧合,但第一个和第二个时间段太大而不能忽视。通常情况下,重亮是由宿主星系发生的事情引起的,比如突然坍缩成一个黑洞;然而,这类事件通常发生在伽马射线暴的最初几分钟内--在这个事件中,第一次重亮直到最初的爆炸后三小时才开始。

因此研究人员需要扩大伽马射线暴的传统模型,以解释这个不寻常的事件。这类事件的特性之一是介质的密度与爆炸所发出的辐射强度之间的关系。这种解释特别有说服力的地方是它适用于许多情况下。当恒星准备爆炸成超新星和伽马射线暴时,它们会将其外壳喷射到周围的空间。对于不是来自超新星的爆发,这些亮度的变化可能是星际介质湍流的结果。无论是哪种情况,亮度的变化都给我们提供了一个新的工具来探测遥远空间的结构,而且我们现在急切地期待着另一个具有类似特征的爆发,以检验新的模型。

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