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宇宙之谜:韦伯望远镜发现反爆炸物理

天文学家对 GRB 250702B 感到困惑,这是一场史无前例的持续七个小时的宇宙爆炸,由詹姆斯·韦伯太空望远镜探测到,违反了已知的物理学原理。

DailyWiz Editorial··4 分钟 阅读·939 浏览
宇宙之谜:韦伯望远镜发现反爆炸物理

宇宙中的七小时之谜

全球天文学家正在努力解决美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 的一项令人费解的发现:一次宇宙爆炸,官方命名为 GRB 250702B,持续了惊人的七个小时。这种前所未有的持续时间打破了当前伽马射线暴 (GRB) 的天体物理模型,伽马射线暴通常在短短几秒钟或最多几分钟内就会消失在宇宙背景辐射中。

JWST 的高灵敏度红外仪器于 2025 年 7 月 2 日检测到,并得到了包括欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜 (VLT) 和凯克天文台在内的全球天文台网络的证实。夏威夷,GRB 250702B 立即脱颖而出。它持续的高能发射让科学界兴奋不已,同时又深感困惑,这表明要么是一种全新的科学现象,要么是对已知物理学的彻底重新评估。

前所未有的持续时间对既定理论提出挑战

伽马射线爆发是宇宙中最猛烈和最有活力的事件之一,标志着大质量恒星(长伽玛暴)坍塌或中子星合并所产生的黑洞的诞生(短伽马暴)。长伽玛暴通常持续几秒到几分钟,而短伽马暴则闪烁不到两秒。在这些转瞬即逝的瞬间释放的能量可能会瞬间超过整个星系。

“目睹伽玛暴保持其峰值光度长达七个小时简直是闻所未闻,”加州理工学院首席天体物理学家兼国际伽马暴 250702B 观测小组负责人 Lena Petrova 博士解释道。 “我们的模型预测,随着最初的能量爆发,能量会迅速消散。然而,这一事件保持了非凡的输出,突破了我们认为恒星坍缩或碰撞场景可能的极限。就好像鞭炮持续爆炸了一整个下午。”

JWST 的近红外相机 (NIRCam) 和中红外仪器 (MIRI) 的初步探测提供了关键的早期数据,使其他天文台能够快速旋转和捕获事件在多个波长上的长时间余辉。为如此持续的发射提供动力所需的巨大能量挑战了对恒星内部和黑洞吸积盘的传统理解。

寻找新的宇宙引擎

科学界现在正在疯狂地寻找可以解释 GRB 250702B 的理论框架。正在探索几种假设,尽管每种假设都有自己的一系列困难:

  • 超磁星形成:一种理论认为,一颗异常强大的磁星(具有极强磁场的中子星)的形成,可以以某种方式长期维持能量释放。然而,即使是最极端的磁星模型也很难解释这一持续时间和观测到的伽马射线通量。
  • 奇异恒星塌缩:另一种可能性涉及一种新的、更复杂的恒星塌缩类型,可能涉及一颗具有前所未有的质量或独特的内部动力学的恒星,从而导致新形成的黑洞上的长期吸积过程。这需要对恒星演化模型进行重大修改。
  • 潮汐破裂事件(TDE)变体:虽然GRB与TDE(恒星被超大质量黑洞撕裂)不同,但一些人推测GRB 250702B可能是TDE的一种极其罕见的高能变体,涉及致密天体和快速旋转的黑洞,产生持续的相对论性

“我们正在研究的东西要么需要新的基本物理过程,要么需要已知天体物理物体的极端、前所未见的配置,”该项目的联合研究员、马克斯·普朗克地外物理研究所的阿里斯·索恩教授表示。 “JWST 的数据,特别是其透过宇宙尘埃和观察高度红移事件的能力,提供了有关宿主星系的前所未有的细节,该星系似乎是一个紧凑的恒星形成星系,距离我们约 80 亿光年。”

韦伯望远镜在揭开未知事物方面的作用

GRB 250702B 的发现强调了詹姆斯韦伯太空望远镜在天体物理学。其在红外光谱中无与伦比的灵敏度使天文学家能够探测到微弱、遥远的事件,这些事件经常被灰尘掩盖或因宇宙膨胀而延伸到更长的波长。如果没有 JWST 的初步探测和随后的详细光谱分析,这种宇宙异常可能不会被注意到或被误解。

随着科学家们继续倾注从这一非凡事件中收集到的数十亿字节的数据,GRB 250702B 之谜有力地提醒人们,关于宇宙还有多少东西需要了解。这是一个令人信服的证明,即使我们使用最先进的仪器,宇宙仍然掌握着基本的秘密,等待着挑战和重新定义我们对现实的理解。

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