明亮的宇宙伽馬射線暴可能揭示出奇怪的星際「結點」

伽馬射線暴是巨大的宇宙爆炸,是宇宙中最明亮和最有能量的事件之一。它們的亮度隨時間變化,像手電筒照進黑暗的房間一樣照亮深空。據預測,大多數觀察到的伽馬射線暴所發出的強烈輻射是在超新星期間,也就是當恆星內爆形成中子星或黑洞時釋放的。

明亮的宇宙伽馬射線暴可能揭示出奇怪的星際「結點」

在最近觀察到的名為GRB 160203A的伽馬射線暴事件中,根據標準的科學模型,爆炸的遺跡開始發光,比預期的要亮得多,甚至在最初的閃光數小時之後。我們現在相信,這種 “重新變亮 “是由於爆炸的主體撞上了源星噴出的物質外殼,或者是星際 “結”造成的。這兩種理論都表明,標準的伽馬射線暴模型需要被重新審視,也許周圍的空間並不像原來預測的那樣平滑和均勻。

在我們的研究中,我們開始收集來自世界各地觀測伽馬射線暴事件的報告,包括扎德科研究望遠鏡的檔案。通過仔細校準來自不同來源的數據,並比較不同時間的亮度,我們解開了周圍的星系,並定義了爆發的關鍵特徵:時間指數(它隨著時間消逝的速度),光譜指數(爆發的整體顏色),以及消光(有多少光被中途的物質吸收)。一個令人驚訝的發現是,該爆發的宿主星系的密度異常密集,與我們自己的星系銀河系差不多。

下一步是要看看數據是如何以及何時偏離模型的。通過進一步的計算,我們確定了三個有趣的時間段,它們表明與模型的預測相比有明顯的亮度差異。盡管第三個時間段可能是一個巧合,但第一個和第二個時間段太大而不能忽視。通常情況下,重亮是由宿主星系發生的事情引起的,比如突然坍縮成一個黑洞;然而,這類事件通常發生在伽馬射線暴的最初幾分鍾內–在這個事件中,第一次重亮直到最初的爆炸後三小時才開始。

因此研究人員需要擴大伽馬射線暴的傳統模型,以解釋這個不尋常的事件。這類事件的特性之一是介質的密度與爆炸所發出的輻射強度之間的關系。這種解釋特別有說服力的地方是它適用於許多情況下。當恆星准備爆炸成超新星和伽馬射線暴時,它們會將其外殼噴射到周圍的空間。對於不是來自超新星的爆發,這些亮度的變化可能是星際介質湍流的結果。無論是哪種情況,亮度的變化都給我們提供了一個新的工具來探測遙遠空間的結構,而且我們現在急切地期待著另一個具有類似特徵的爆發,以檢驗新的模型。

來源:cnBeta