伯明翰大學(xué) | 伽馬射線暴是發(fā)現(xiàn)中子星碰撞的“羅塞塔石碑”
指南者留學(xué)
2022-12-09 11:37:00
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<p>美國(guó)宇航局的尼爾·格里爾斯·斯威夫特天文臺(tái)和費(fèi)米伽馬射線空間望遠(yuǎn)鏡于2021年12月探測(cè)到這一事件,這是一次伽馬射線暴,一種能量巨大的爆炸,持續(xù)時(shí)間從幾毫秒到幾個(gè)小時(shí)不等。</p>
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<p>這次伽馬射線爆發(fā)被確定為GRB 211211A,持續(xù)了大約一分鐘,這是一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的爆炸,通常是大質(zhì)量恒星坍塌成超新星的信號(hào)。但這一事件含有過(guò)量的紅外光,比經(jīng)典的超新星要微弱得多,褪色得快得多,這暗示著正在發(fā)生一些不同的事情。</p>
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<p>在發(fā)表在《自然》雜志上的一項(xiàng)新研究中,一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)表明,在爆炸中探測(cè)到的紅外光來(lái)自千新星。這是一種罕見(jiàn)的事件,被認(rèn)為是由中子星或中子星與黑洞碰撞產(chǎn)生的,產(chǎn)生了金和鉑等重元素。到目前為止,這些被稱(chēng)為千新星的事件只與持續(xù)時(shí)間不到2秒的伽馬射線爆發(fā)有關(guān)。</p>
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<p>這項(xiàng)工作由美國(guó)西北大學(xué)的Jillian Rastinejad和來(lái)自英國(guó)伯明翰大學(xué)、萊斯特大學(xué)以及荷蘭內(nèi)梅亨大學(xué)的物理學(xué)家共同領(lǐng)導(dǎo)</p>
<p>伯明翰大學(xué)副教授馬特·尼科爾博士模擬了千新星發(fā)射。“我們發(fā)現(xiàn),這一事件產(chǎn)生了大約1000倍于地球質(zhì)量的重元素。這支持了這種觀點(diǎn),即這些千新星是宇宙中主要的黃金工廠,”他說(shuō)。</p>
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<p>這是一次非凡的GRB。我們預(yù)計(jì)并購(gòu)不會(huì)持續(xù)超過(guò)兩秒鐘。不知何故,這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)為噴氣式飛機(jī)提供了近一分鐘的動(dòng)力。這種現(xiàn)象有可能是由一顆長(zhǎng)期存在的中子星解釋的,但我們不能排除我們看到的是一顆中子星被黑洞撕裂的可能性。</p>
<p><br /><span class="h1"><strong>本杰明·岡珀茲博士,物理與天文學(xué)院</strong></span></p>
<p><br />盡管多達(dá)10%的長(zhǎng)伽馬射線暴被懷疑是由中子星或中子星與黑洞的合并引起的,但此前沒(méi)有以千新星的形式確定確鑿的證據(jù)。</p>
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<p>加文·蘭姆博士是萊斯特大學(xué)的博士后研究員,他解釋說(shuō):“伽馬射線爆發(fā)后會(huì)產(chǎn)生持續(xù)數(shù)天的余輝。這些余輝以一種非常有特色的方式表現(xiàn)出來(lái),通過(guò)對(duì)它們建模,我們可以暴露任何額外的發(fā)射成分,比如超新星或千新星。”</p>
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<p>由GRB 211211A產(chǎn)生的千新星是在沒(méi)有引力波的情況下發(fā)現(xiàn)的最接近的,它對(duì)即將于2023年開(kāi)始的引力波觀測(cè)具有令人興奮的意義。它與鄰近星系的距離只有10億光年,這讓科學(xué)家有機(jī)會(huì)以前所未有的細(xì)節(jié)研究這次合并的性質(zhì)。</p>
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<p>伯明翰大學(xué)助理教授Benjamin Gompertz博士在《自然天文學(xué)》上發(fā)表的一篇相關(guān)論文描述了其中的一些性質(zhì)。</p>
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<p>特別是,研究小組確定了高能電子射流是如何隨著時(shí)間而變化的,這種高能電子射流幾乎以光速傳播并導(dǎo)致伽馬射線爆發(fā)。噴流的冷卻被證明是造成長(zhǎng)時(shí)間GRB發(fā)射的原因。</p>
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<p>在這篇論文中,研究小組還描述了對(duì)GRB 211211A的近距離觀察如何為其他以前無(wú)法解釋的伽馬射線暴提供了迷人的見(jiàn)解,這些伽馬射線暴似乎不符合標(biāo)準(zhǔn)的解釋。</p>
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<p>Gompertz博士說(shuō):“這是一次不同尋常的GRB。我們預(yù)計(jì)并購(gòu)不會(huì)持續(xù)超過(guò)兩秒鐘。不知何故,這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)為噴氣式飛機(jī)提供了近一分鐘的動(dòng)力。這種現(xiàn)象有可能是由一顆長(zhǎng)期存在的中子星解釋的,但我們不能排除我們看到的是一顆中子星被黑洞撕裂的可能性。</p>
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<p>“研究更多這樣的事件將幫助我們確定哪個(gè)是正確答案,我們從GRB 211211A中獲得的詳細(xì)信息對(duì)這種解釋將是無(wú)價(jià)的。”</p>
<p>這項(xiàng)工作是由歐洲研究委員會(huì)在KilonovaRank項(xiàng)目下資助的,該項(xiàng)目利用大數(shù)據(jù)的力量來(lái)調(diào)查大型宇宙事件。</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p>
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