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研究人员揭示了宇宙最暗伽马射线爆发的本质

2024-04-12 11:11:50  来源:激光网    

一个国际科学家小组提出了对强烈的两段暗伽马射线爆发 GRB 150309A 的瞬时和残余 X 射线发射(余辉)的详细光谱分析结果。研究人员的任务是确定瞬时发射的性质以及爆发中喷射的射流的成分。此外,基于能量分布的光学和X射线光谱分析,研究人员对GRB 150309A的母星系进行了建模,以研究发生这次爆发的周围星际介质。分析结果发表在《 天文学与天体物理学》杂志上的一篇论文中。

2015 年 3 月 9 日,近地轨道空间观测站费米伽马射线太空望远镜的伽马射线暴观测站探测到了持续约 52 秒的明亮闪光 GRB 150309A。该事件由两次爆发组成:在第一次更强大的爆发后约 200 秒,随后出现了微弱而安静的发射。

尽管伽马射线发射很强,但使用 BOOTES(爆发观测器和光学瞬态探索系统)和 GTC(加那利大望远镜)望远镜进行的光学观测仍没有得出结论:仅在光学波长处检测到了爆发信号的母星系。GRB 150309A 爆发后约 5.2 小时,安装在西班牙拉帕尔马天文台 GTC 上的 CIRCE 仪器检测到了 GRB 150309A 的 X 射线余辉。

由于强烈伽马射线发射下的光学无法到达,以及 CIRCE 在近红外区域检测到的强烈红色 X 射线余辉,科学家们认为 GRB 150309A 属于暗爆发的一个子类。

“尽管伽马射线发射强烈,但其光学余辉极小或不存在,伽马射线爆发被称为暗爆发。光学余辉的缺失或减弱与伽马暴的典型行为形成鲜明对比,伽马射线爆发后会出现明亮的光学发射。“暗”一词强调了在电磁波光学区域中检测和研究这些爆发的难度。揭示此类爆发的特性需要多波长观测”,安达卢西亚天体物理研究所(西班牙)研究负责人、教授 Alberto J. Castro-Tirado 解释道。

像GRB 150309A这样的天体通常出现在以高浓度宇宙尘埃为特征的星系深处,即可能处于衰落阶段。赫尔辛基大学副教授、乌拉尔联邦大学高级研究员、研究参与者、论文合著者Maria Gritsevich表示 ,GRB 150309A起源的宿主星系具有独特的特征。

“这个星系被描述为尘土飞扬,深深嵌入伽马射线发射。高尘埃含量和活跃的恒星形成过程可能是造成复杂环境的原因,而该星系中的高气体密度及其特殊的衰减特性也表明了这一点”,Maria Gritsevich 描述道。

根据科学家的结论,GRB 150309A是迄今为止已知最强烈的暗伽马射线爆发之一,其被遮蔽的最可能原因是母星系中高浓度的尘埃。伽马射线发射的光谱分析表明,伽马射线爆发中喷射的射流具有混合成分,其中物质和磁场混合占主导地位。正如玛丽亚·格里塞维奇(Maria Gritsevich)解释的那样,这次爆发的原因可能多种多样,包括恒星的坍塌、宇宙物体的合并,或两者的组合。

检测具有非常红色的 X 射线余辉的物体是至关重要的。

“GRB 150309A 提供了对早期宇宙的宝贵见解,特别是伽马射线暴的环境和年轻星系的条件。GRB 150309A 红色余辉的探测为了解与星系早期演化相关的尘埃环境提供了强大的工具。此外,我们的研究为未来使用更大的望远镜观测类似但更微弱的暗伽马射线暴余辉提供了一个良好的起点”,阿尔贝托·卡斯特罗-蒂拉多强调说。

该研究小组包括来自西班牙、英国、德国、印度、爱尔兰、意大利、中国、俄罗斯、美国、乌克兰、芬兰、捷克、韩国和德国的科学家。

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