有史以來最強(qiáng)大的太空爆炸揭示了一個令人驚訝的轉(zhuǎn)折

2022 年 10 月，監(jiān)測太空爆炸天空的調(diào)查開始進(jìn)行就像襪子里的青蛙.

原因是什么？24億光年外的東西吐出最大的爆發(fā)有記錄的伽馬輻射。GRB 221009A賽事創(chuàng)下了紀(jì)錄18 太電子伏特而且是如此強(qiáng)大震撼了地球的外層大氣層.

該活動被昵稱為 BOAT（有史以來最亮的人），我們后來確定是黑洞的誕生來自一顆大質(zhì)量恒星的暴力死亡。

現(xiàn)在，對不斷演化的光的新分析揭示了這次爆炸的復(fù)雜性，并發(fā)現(xiàn)，盡管它有伽馬射線的憤怒，但BOAT實際上出奇地普通，這不是我們所期望的。

“它并不比以前的超新星更亮，”天體物理學(xué)家彼得·布蘭查德說美國西北大學(xué)。

“在與能量較低的伽馬射線暴（GRB）相關(guān)的其他超新星的背景下，它看起來相當(dāng)正常。你可能會認(rèn)為，同一顆坍縮的恒星會產(chǎn)生一顆非常有活力和明亮的GRB，也會產(chǎn)生一顆非常有活力和明亮的超新星。但事實證明，事實并非如此。我們有這個非常明亮的GRB，但卻是一顆普通的超新星。

伽馬射線暴是宇宙中最強(qiáng)大的爆炸。顧名思義，它們是伽馬輻射的爆發(fā)——宇宙中最有能量的光——可以在 10 秒內(nèi)爆發(fā)，其能量相當(dāng)于太陽在 100 億年內(nèi)發(fā)出的能量。

我們知道至少有兩個主要事件可以產(chǎn)生 GRB：形成黑洞當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星變成超新星時，或者伴隨超新星的超新星兩顆中子星的合并.

產(chǎn)生伽馬射線暴的新星也被認(rèn)為是宇宙中重元素產(chǎn)生的原因。問題是，在恒星制造它們之前，重元素根本不存在。

恒星大多是由宇宙中豐富的氫氣形成的，但它們將核心中的原子核粉碎在一起，產(chǎn)生更重的元素。這在鐵中達(dá)到頂峰，因為鐵原子的聚變吸收的能量多于產(chǎn)生的能量。

然而，比鐵重的元素可以在巨大的宇宙爆炸的劇烈陣痛中形成。我們已經(jīng)看到了！在之后中子星碰撞，科學(xué)家有斑點元素太重，無法通過核心融合形成.

但是還有很多我們不知道的。如果我們能夠縮小哪些爆炸最有可能產(chǎn)生這些元素的范圍，我們將擁有一種新的工具，不僅可以了解宇宙是如何制造物質(zhì)的，而且可以了解這種爆炸的普遍程度。

因此，布蘭查德和他的同事們自然而然地想看看GRB 221009A，看看它發(fā)出的光中是否有重元素的特征。

但他們不得不等待。爆炸是如此明亮，以至于它基本上使我們的儀器失明.

“GRB是如此明亮，以至于在爆發(fā)后的最初幾周和幾個月內(nèi)，它掩蓋了任何潛在的超新星特征。布蘭查德解釋道.

“在這些時候，GRB所謂的余暉就像一輛汽車的前燈直奔你而來，讓你看不到汽車本身。所以，我們不得不等待它顯著褪色，讓我們有機(jī)會看到這顆超新星。

直到我們第一次看到爆炸大約六個月后，研究人員才能夠使用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡觀察紅外波長的光。這就是他們能夠確定超新星本身相對正常的方式。它之所以如此明亮，很可能是因為伽馬射線暴的射流正好對準(zhǔn)地球。

然后，研究人員將JWST數(shù)據(jù)與阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列的無線電觀測相結(jié)合，以尋找與重元素存在一致的特定波長范圍。然而，雖然他們發(fā)現(xiàn)了鈣和氧等物質(zhì)，這在超新星中是相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的，但沒有重元素產(chǎn)生的跡象。

現(xiàn)在，中子星合并的速度不足以產(chǎn)生我們在宇宙中看到的重物質(zhì)的數(shù)量。像GRB 221009A這樣的巨型爆炸預(yù)計會是一個因素，但缺乏重元素表明我們錯了。

因此，研究人員說，我們需要研究其他潛在的來源，看看我們是否能確定罪魁禍?zhǔn)住?/p>

“我們沒有看到這些重元素的特征，這表明像BOAT這樣極高能量的GRB不會產(chǎn)生這些元素，”布蘭查德 說.

“這并不意味著所有的GRB都不會產(chǎn)生它們，但這是一個關(guān)鍵的信息，因為我們繼續(xù)了解這些重元素的來源。JWST的未來觀測將確定BOAT的'正常'表親是否產(chǎn)生這些元素。

研究結(jié)果已發(fā)表在自然天文學(xué).

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