[科学一读]震撼全宇宙的超强“金色”爆发

美国国家航空航天局（NASA）近日公开了宇宙中最神秘现象之一——超强伽马射线暴（GRBs）的最新图像。图像中包含颠覆既有伽马射线暴相关理论的新现象，引发关注。

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本月3日（当地时间），NASA公布了2021年12月11日由尼尔·盖瑞尔斯·斯威夫特天文台和费米伽马射线空间望远镜观测到的一次伽马射线暴（gamma-ray bursts·GRBs）图像。这次爆发现象发生在距离地球约10亿光年的牧夫座某星系外围，编号为“GRB 211211A”。

科学家此前认为，GRBs的成因主要有两大类。若初始辐射持续时间在2秒以上、较为“长”的伽马射线暴，多由一颗巨大恒星坍缩，其核心形成黑洞等高密度天体时产生。相反，持续时间在2秒以下、较为“短”的伽马射线暴，则被推测是中子星等高密度天体相互碰撞并合并时产生的。在这种情况下，还会伴随一种被称为“千新星”（kilonova）的现象，即在短暂瞬间同时观测到伴随红外线和可见光的伽马射线。

然而，GRB 211211A打破了这一既有范式。GRB 211211A伴随千新星现象，被推测源于中子星碰撞，但其初始高能伽马射线辐射时间竟持续了整整1分钟。也就是说，这是人类首次观测到由中子星碰撞引发、初始伽马射线辐射持续超过2秒的案例。追加观测结果还发现了千新星现象，检测到极其巨大的余辉。根据费米伽马射线空间望远镜的观测，在伽马射线暴发生1小时30分后，持续约2小时检测到高能伽马射线，其能量强度高达10亿伏特。考虑到可见光能量仅约2～3伏特，这一数值几乎超出想象。

科学家认为，这类恒星碰撞是产生金等宇宙重元素的主要来源。NASA表示：“宇宙中最强烈的事件——伽马射线暴，在巨大恒星因自身引力坍缩形成黑洞，或两个质量巨大的中子星相互碰撞并形成黑洞时发生，并在整个宇宙中制造出金等重元素。”

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另一方面，有史以来最强烈的伽马射线暴是去年10月9日观测到的“GRB 221009A”。今年3月，在美国天文学会上，路易斯安那州立大学研究团队发表论文称，“GRB 221009A”发生在约19亿光年之外，其亮度与能量之强，达到大约每1万年才有一次可被观测到的程度，是迄今最明亮、最强烈的一次伽马射线暴，其亮度足足比以往记录高出约70倍。由于其初始辐射持续时间不足2秒，研究团队推测其源自一颗大质量恒星的核心在自身引力作用下坍缩并形成黑洞的过程。

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