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宇宙最恐怖星體爆炸:最高能量的伽馬暴

費米望遠鏡LAT設備探測的伽馬射線。圖中綠點即紀錄中的伽馬射線暴。(NASA)
費米望遠鏡LAT設備探測的伽馬射線。圖中綠點即紀錄中的伽馬射線暴。(NASA)

【記者蕭路/綜合報導】最近,美國太空總署(NASA)公布了十年來費米伽瑪射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-Ray Space Telescope)發現的最高能量的「伽馬射線暴」紀錄。可以為科學家提供伽馬射線暴物理機制的新見解。

伽馬射線暴」是宇宙中最劇烈的星體爆炸。一般認為它們有兩種起源,一個是由於某些類型的大質量恆星在生命結束時坍塌成為黑洞,另一個是來自兩顆中子星合併形成黑洞。伽馬射線暴對其周圍的宇宙環境都是災難性的。它們都會爆發接近光速的等離子體噴流,並且其中的高能粒子會釋放伽馬射線。

天文學家一般通過伽馬射線暴的持續時間進行分類。來自中子星合併的短伽馬射線暴一般持續不到兩秒鍾,而恆星坍縮的伽馬射線暴通常持續一分鐘甚至更長時間。

研究紀錄了包括費米望遠鏡的大面積望遠鏡設備(LAT)在過去10年中發現的186個事件,其中有17個短伽馬射線暴和169個長伽馬射線暴。這些是目前發現的能量最高的伽馬射線暴。

費米望遠鏡的另一個設備,伽瑪射線爆發監視器(GBM),則可以看到更低能量的伽馬射線暴。到目前為止,GBM已經檢測到超過2,300個伽馬射線暴。

NASA的新聞稿中精選了研究中五個非常特別的伽馬射線暴。其中在天鵝座中發現的長伽馬射線暴160623A持續閃耀了近10個小時。這是紀錄中最長的伽馬射線暴。但是在GBM儀器記錄下,它的持續時間僅107秒。持續時間的顯著差異明明伽馬射線暴的高能量伽馬射線持續時間比低能量持續時間更長,並且會稍有滯後。費米望遠鏡探測到能量最高的伽馬射線暴130427A,其單個光子能量最高達到了940億電子伏特。它位於獅子座,距地球38億光年。 

為090510的伽馬射線暴幫助測試了愛因斯坦的光速不變理論。由於科學家成功測定了它的距離,費米又幾乎在同一瞬間檢測到高能和低能伽馬射線,這說明它們在相同的時間內走了相同的距離。

論文發表於2019年6月13日的《天體物理期刊》上。◇