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中国科学家提出伽马射线暴新起源在《自然》发表

央视新闻客户端   2022-12-10 09:37

  伽马射线暴(Gamma-ray Burst,简称GRB),又称伽马暴,是遥远星系里发生的高能射线,它在一秒钟内释放的能量,相当于太阳大约50亿年所释放的能量总和,被称为宇宙中最强大的事件。本周,中国科学家提出伽马射线暴的起源新模型在国际学术期刊《自然》发表,研究结果挑战了既往的观点。

  南京大学天文与空间科学学院张彬彬教授领衔国内外多个合作者组成的科研团队,历时五个月,对伽马射线暴GRB 211211A的数据进行了详尽的分析。GRB 211211A是2021年12月11日观测到的,来自银河系边缘外10亿光年的遥远星系,这一明亮的伽马射线爆发持续了一分钟以上。研究发现,这一伽马射线暴的光变曲线由一个13秒的主要爆发阶段和一个55秒的延展辐射阶段组成。按照1967年被发现以来的分类,2秒及以上的是长暴,不足2秒的是短暴。

  南京大学天文与空间科学学院教授 张彬彬:在过去的几十年里,公认的伽马暴起源模型认为,两秒及以上的长暴起源于与超新星相关的大质量恒星的坍缩,而不到两秒的短暴起源于千新星关联的双致密星的并合,这里面包括中子星与中子星并合,以及中子星与黑洞的并合。

  然而,GRB 211211A这个明显的长伽马暴却没有超新星,其它瞬时辐射特征、宿主星系特征等,都与典型长暴的特征不符。南京大学张彬彬教授研究团队通过多波段光学观测数据,找到了千新星存在的证据。

  南京大学天文与空间科学学院博士生 杨俊:千新星,它的亮度约等于新星的1000倍。我们是通过对光变曲线的模型拟合等科学计算发现的。千新星是国际天文学界观测认定并合起源短暴的标志性证据。这是国际天文学界第一次在长暴中发现的千新星,意味着这个长暴拥有了短暴的关键性观测特征,这就很奇特了,用现有的伽马暴起源模型是难以解释的。

  张彬彬教授研究团队发现的GRB 211211A这一独一无二的特征,挑战了天文家们对伽马射线暴起源的传统认知。张彬彬团队原创性地提出,这一事件背后蕴含着丰富的物理信息,产生这一伽马暴的双致密星中的一员应为一颗白矮星,从而形成了“中子星-白矮星”并合系统,并合之后产生了一个快速自转、高度磁化的中子星,即磁星。磁星的旋转能和磁能驱动了55秒的延展辐射和数千秒的X射线平台辐射,并为千新星提供了额外的能量注入。这个“中子星-白矮星并合”的新模型,进一步丰富了现有伽马暴的物理起源理论。

  (总台央视记者 周培培)

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