瞬时谜题-短伽马暴是什么?

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-10-24 13:40:28 | 作者: | 来源: | 浏览:2316次 ]

原文标题:A Brief Mystery: What are Short Gamma-ray Bursts?

作者:Dr. Tony Phillips   原文来自:http://science.nasa.gov/   Posted: 2008. 10. 20

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。)

2008年10月20日:这个宇宙瞬间的 谜题,十年来都让人垂头丧气。在恒定的 夜空之外,天文学家从望远镜中偶然瞥见高能光子的 迅速爆发,就像闪光灯泡那样,在宇宙的 远方突然增亮。

爆发的 能量看起来是难以想象的 大:距离如此远的 东西要达到这样的 亮度,必须要亮过包含有几千亿颗恒星 的 整个星 系 。这样的 爆发叫做伽玛射线暴(GRB),仅次于宇宙大爆炸本身。如何解释产生它们的 原因?科学家的 想象力收到了挑战。

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艺术家笔下的 伽玛暴。(图片提供:NASA)

现在,天文学家知道,持续时间较长的 GRB是特大质量恒星 的 坍缩与爆发,在恒星 的 中心产生了黑洞,这个观点首先是由加州大学圣迭戈分校的 Stan Woosley提出。但是且慢,还有第二类GRB的 问题仍旧没有解决。

NASA戈达德太空飞行中心的 Neil Gehrels说:“人们对短伽马暴了解甚少。现在它已经是一个前沿研究主题了。”Gehrel是GRB探测卫星 ——雨燕的 首席研究员。

本周,Gehrel与其他研究者聚集在第6届阿拉巴马州亨茨维尔伽玛射线暴研讨会上,来讨论与此及GRB其他谜题有关的 进展。短伽马暴是20日的 热点话题。

Gehrels解释说:“从20世纪90年代起,我们有很好的 证据表明,短伽马暴与长伽马暴是不同的 类型。这与其伽玛射线辐射的 性质有关。”短伽马暴不仅仅持续时间短于2秒,而且它们的 辐射谱是不同的 。来自短伽马暴的 伽玛射线辐射趋向高能端,而长伽马暴通常辐射低能伽玛射线。

2005年,当望远镜首次捕获了来自短伽马暴的 余辉时,这一区别更为明显了。衰减的 残骸没有超新星 成分,这对大质量恒星 坍缩的 说法提出了挑战。来自麻省理工学院的 George Ricker是NASA的 HETE(高能暂现源实验)的 首席研究员,他对2005年6月9日的 爆发有个著名的 比喻:“一只不会吠叫的 狗”。

从根本上说,短伽马暴的 成因依然未知。但科学家也确实已经提出了一些不错的 猜测。

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艺术家笔下中子星 之间的 碰撞(图片提供:NASA)

目前的 主流理论是,这些爆发是成对的 中子星 之间极其狂暴的 碰撞。与其他恒星 相比,中子星 不是庞大纤弱的 气体巨物,而更象是个直径12公里的 原子核。因为组成常规“固体”物质的 原子占据的 大多数空间都是空荡荡的 ,几乎全部由致密排列的 中子组成的 星 体是极其致密的 :指甲盖大小的 中子星 物质重量会超过一万亿吨。中子星 的 密度与引力仅次于黑洞。“当你让两颗如此坚硬的 星 体彼此冲撞时,会发生非常迅速而猛烈的 爆发。这类似于某种撞击。”

那么,科学家如何知道这一解释正确与否呢?在两颗中子星 对撞之前,它们会作为双星 系 统彼此绕转。由于它们的 引力场非常之强,双星 会向外发出让时空产生涟漪的 波——引力波。当中子星 彼此螺旋靠近时,在名为脉冲信号(chirp signal)特征图样中,波的 频率会猛增。

其中一个方法是探测引力波。

Gehrels说:“科学家现在正在尝试(探测)它们。这是证实模型的 终极道路。”

在亨茨维尔研讨会上,科学家在讨论引力波探测器(如位于华盛顿州汉福德与路易斯安那州利文斯通的 激光干涉引力波天文台LIGO)的 进展。在这些地方,LIGO使用激光仔细测量成对的 反射镜之间的 距离,科学家可以探测到距离的 微小变化,当微弱的 引力波经过地球时,会发生这样的 现象。

也有其他关于短伽马暴的 可能解释,但只有来自LIGO等实验的 确切数据才能敲定这些神秘的 天宇爆发的 真正成因。

2008年第6届亨茨维尔伽玛射线暴研讨会由NASA的 费米与雨燕计划赞助,由费米的 GBM小组主持,小组位于亨茨维尔的 马歇尔太空飞行中心。

(全文完)

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责任编辑:zhoumeichun

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