【博科园-科学科普】
太空中超强超快的爆炸为死亡的恒星变成黑洞提供新的解释。
图为艺术家描绘的伽马射线爆发，一股高能的喷射从一颗巨大的恒星以光速飞向黑洞。新的研究揭示了爆炸是如何产生的, 以及它们如何随着时间的推移而演变。图片版权：NASA's Goddard Space Flight Center
一个国际研究团队研究了一个称为GRB 160625B的伽马射线的爆炸物，它在2016年6月在天空中“闪亮”。伽玛射线爆发是宇宙中最强大的爆炸之一，但是通常很难跟踪，因为它们非常短暂（有时间持续只有几毫秒）
新研究的者马里兰大学天文学助理研究科学家Eleonora Troja说：伽玛射线爆发是灾难性的事件，至少是我们太阳质量50倍的巨型恒星爆炸。如果根据力量对宇宙中的所有爆炸进行排名，那么伽马射线爆发就在大爆炸之后（如超超新星爆炸产生的伽马射线爆）。伽马射线爆作为宇宙中仅次于宇宙大爆炸的爆炸、请问人类的氢弹算什么？在一秒钟内整个过程就可以释放出太阳大小的恒星一生的全部能量！
使用了几个地基和太空望远镜观察结果产生了两个重要的发现。第一是有了更好的模型，死亡的恒星星崩溃会发生什么？数据表明，黑洞创造了一个强大的磁场，并在最初淹没了由于爆炸而形成的物质和能量的喷流（最后磁场分解消失）。在下一阶段磁场减弱，允许物质控制喷射流，之前科学家认为喷射流只能由磁场或物质来控制，而不是两者兼而有之。
另一个是涉及什么样的辐射负责爆发开始时的明亮阶段？天文学家称之为“迅速”阶段。之前考虑了几种类型的辐射，包括所谓的黑体辐射（来自物体的热量）和反向康普顿辐射（当加速的颗粒将能量转移到光子时发生）。
事实证明：称为同步辐射的现象晚于提前阶段。这种辐射时会发射电子由一个磁场推动沿着加速以弯曲或螺旋形通道。同步辐射是唯一可以产生同样程度的极化的排放机制，以及我们早期在爆发中观察到的相同光谱。
图为GRB 160625B的褪色余辉，即2016年6月记录的伽马射线爆发。图片版权：Nathaniel Butler / ASU
研究人员补充说: 我们的研究提供了令人信服的证据，揭示了伽玛射线爆发发射是由同步辐射驱动的，这是一项重要的成就，因为尽管进行了数十年的研究调查，但仍未明确确定推动伽玛射线爆发的物理机制。
收集关于GRB 160625B的信息需要许多望远镜才能快速。美国宇航局的费米伽玛射线太空望远镜首次观测发生爆炸事件，位于西班牙加那利群岛泰德天文台的地面俄罗斯MASTER-IAC望远镜很快就加入了光学观测。
研究团队表示：MASTER-IAC的观察结果对于理解GRB 160625B磁场的演变至关重要。磁场可以影响从突发发出的偏振光（在单个平面中振动的光波）。在罕见的现象中，望远镜几乎测量了整个爆炸通过偏振光与总光的比例。
研究者亚历山大·科特雷夫（Alexander Kutyrev）说，伽马射线爆发的极化辐射数据很少，这种突发是独一无二的，因为我们在早期捕获了极化状态。
异常明亮的伽马射线爆发产生了几乎以光速飞行的喷射流。图片版权：NASA / Swift / Cruz deWilde
这很难做，因为它需要非常快的反应时间，而且有相对较少的具有这种能力的望远镜！Kutyrev补充说：望远镜决定了我们可以做多少事情，但为了得到这样的结果，我们将需要新的快速响应望远镜来观察伽马射线爆发。
其他参与的望远镜包括美国航空航天局的Swift伽玛射线爆破任务（X射线和紫外线），多机构Reionization和瞬态红外/光学项目相机（在墨西哥下加利福尼亚州下加利福尼亚国家天文台），国家射电天文台的超大阵列在新墨西哥州和英联邦科学工业研究组织的澳大利亚望远镜紧凑阵列。（相关研究于7月26日发表在《自然》期刊上）
费米大口径望远镜从活跃星系半人马座A周围的扩展区域观测到高能γ射线。发射对应于星系超大黑洞所抛出的百万光年无线电发射气体。这个插图显示了费米在一年天空图上星系的光学/伽马射线复合物及其位置。图片版权：NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration, Capella Observatory
原作者：Elizabeth Howell
编译：中子星，审校：博科园
