科学家在太空中探测到一次规模“前所未有的”伽玛射线暴

伽玛射线暴是由强烈的宇宙现象引发的巨大爆发，例如巨大恒星的死亡，它们产生了宇宙中一些最明亮的景象。在费米伽马射线太空望远镜和尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台（NASA的两项任务）上周日探测到这一特殊的爆发后，这一消息开始在社交媒体上流传，一些天文学家将其描述为“一个非凡的事件”，可能是“有史以来最亮的GRB”。

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莱斯特大学的天文学家Phil Evans在斯威夫特X射线望远镜项目团队工作，他在周一的一条Twitter上描述了这个被称为GRB 221009A的爆发，“真的非常明亮”。

在给Motherboard的一封电子邮件中，Evans强调说，这一发现是全新的，以至于需要一段时间来解读其意义，但他指出，这一爆发“显然是我们在X射线中看到的最亮的GRB，至少在我们观察到的最初爆炸后的时间内是这样”。

Evans说：“新的GRB 221009A比典型的GRB要亮1000倍左右，比以前看到的最亮的GRB要亮几百倍--但这只是在X射线中是真的。在伽马射线中，它是所看到的最亮的之一（根据费米望远镜团队的报告）。”

阿拉巴马大学的天文学家Marcos Santander在一封电子邮件中指出，费米卫星的伽马射线暴监测器（GBM）是第一个检测到该事件的，并立即将其标记为特殊事件。

Santander告诉Motherboard：“GBM是最多产的GRB探测器，平均来说，它大约每天都能探测到一个GRB，而且自2008年费米卫星发射以来，在超过14年的运行中，它已经收集了数千个GRB。在这几千个中，10月9日的那个是迄今为止最亮的。”-事实上，它是如此之亮，以至于“鉴于在非常短的时间内有如此多的伽玛射线到达，它使仪器一时什么也看不见。”

他继续说：“GRB也是宇宙中最发光的事件。这一次的内在亮度可能是太阳的10^22倍，或者是银河系所有恒星在GRB发生的那段短时间内的全部能量输出的大约一万亿倍，如果我的数字没错的话。”

这场宇宙“灯光秀”可能标志着一颗大质量恒星的能量死亡，以及它随后转变为一个黑洞。它在某些波长上是无与伦比的，部分原因是它发生在离地球约20亿光年的地方。这在客观上是一个巨大的距离，但对于一个GRB来说，它是比较近的。

Evans说：“当然，请记住，这个事件是非常新的，我们需要时间才能了解全貌，所以这在某种程度上是初步的。然而......它似乎是一个'长GRB'，而这些是相当好理解的。发生的情况是，一个非常大的、快速旋转的恒星，达到了它的核反应不能再产生足够的能量来支持恒星的重量。它的中心塌陷，形成一个新的黑洞，这就释放出大量的能量。”

“这导致构成恒星的一些物质从恒星的顶部和底部以狭窄的'射流'发射出去--以近乎光速运动的物质射流，”他继续说。“如果这些射流中的一个指向地球，我们就会看到GRB。所以这就是这里所发生的事情。为什么这一次与其他的相比如此明亮，目前还不清楚，尽管部分原因是它就在附近。”

自2004年以来一直在地球轨道上运行的Swift没有发现GRB 221009A的最初爆发，因为我们的行星挡住了那片天空。但是该天文台的突发警报望远镜（BAT）在近一个小时后发现了爆炸的辉煌后果，当时它的余波进入了人们的视野。

Evans说：“这完全是史无前例的--爆炸本身只持续了大约5分钟（这对一个GRB来说是相当典型的），但是GRB爆炸之后会有一个'余辉'，通常会相对迅速地消失。我们以前从来没有一个GRB的余辉如此明亮以至于触发了BAT。”

这个GRB在光学波长下似乎不是很亮，但这可能是由于它在天空中的位置以及缺乏用光学仪器立即观察的结果。

Evans表示：“由于这个GRB所处的位置，我们必须通过我们银河系的圆盘来观察它。那个圆盘吸收了非常多的光学光线，所以如果它在一个'更好'的天空中，它将会更亮。”

“另一件事是，据我所知，没有人用光学望远镜观测到它，直到Swift探测到它之后，所以在GRB发生55分钟之后（这是因为Fermi没有给出GRB所在的非常好的位置；Swift有）。如果人们在它刚发生时就观察到它，我个人不会对它打破所有的光学记录感到惊讶......但由于他们没有这样做，我们不能说它做到了。”

鉴于其令人印象深刻的亮度和令人难以置信的可能起源，Evans和许多其他科学家将密切关注GRB 221009A的演变，因为它逐渐变成了低能量的光形式。

Santander说：“我认为第一步是将所有观测该爆发的仪器所收集的所有数据拼凑起来，开始研究这一事件实际发生的细节。这些到底是宇宙中能量最强的爆炸，所以你想了解什么样的天体能产生这样的事件，是什么驱动这种极端的发射，被加速的粒子类型等等。”

“不仅如此，由于距离如此遥远，这些GRB可以作为一个探针来研究中间空间的特性，从早期几代恒星留下的光量，到研究我们银河系的尘埃云，甚至是基本物理学的测试，”他补充说。“会有很多关于这个爆发的论文，第一步是把所有的信息放在一起，不同的观测站提供不同的视角，所以随着分析的进行和发表，会有更多的信息。”

所有这些新的研究将有助于解释为什么这个遥远的黑洞的诞生会产生如此刺眼的宇宙焰火，这个问题可以为了解宇宙中最有能量的现象打开一扇窗。

Evans总结说：“这里的关键科学是，我们正在研究真正的极端物理学--非常强大的引力，大质量的物体以非常高的速度运动，同时温度极高--这些条件你永远无法在实验室中创造出来，所以我们能够开始了解这些的唯一途径是通过研究像GRB这样的极端天体。很多开放性的问题都是相当详细的物理学问题（我并不声称了解所有的问题！），特别是关于这些喷流内部发生了什么--粒子如何被加速、相互作用、辐射能量等等。因为这个事件是如此明亮，它真的代表了一个可怕的数据集，可以用来探测这些物理学。”