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韦伯望远镜发现了重写物理学的宇宙爆炸

天文学家对 GRB 250702B 感到困惑,这是詹姆斯·韦伯太空望远镜发现的一次宇宙爆炸,持续了史无前例的 7 个小时,违背了已知的物理学原理,也挑战了恒星塌陷的理论。

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韦伯望远镜发现了重写物理学的宇宙爆炸

宇宙之谜揭开

在浩瀚漆黑的宇宙画布上,天文学家习惯于目睹壮观但短暂的烟花。但最近发生的一个名为GRB 250702B的事件,不仅让科学界感到震惊,而且感到真正的困惑。 2025 年 7 月 2 日,美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 和全球天文台联盟探测到了这次伽马射线暴 (GRB),它违背了所有已知的天体物理模型,明亮地燃烧了惊人的 7 个小时——这段持续时间扩展了我们对这些暴力宇宙的理解。现象。

典型的伽马暴是宇宙中最强大的爆炸,通常会在几秒钟到几分钟内消失。太空望远镜科学研究所的首席天文学家兼快速响应伽玛射线暴团队负责人阿里斯·索恩博士描述了初步探测结果:“费米伽马射线太空望远镜发出的第一个警报表明发生了一次强大的爆发,但是当来自 Swift 卫星以及后来韦伯的 NIRCam 仪器的后续数据显示出持续的高能发射时间时后来,我们知道我们手上有一些前所未有的东西。”

来自地面设施的观测,包括位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)和夏威夷的凯克天文台,很快证实了它的极端寿命,并开始精确定位该事件的遥远宿主星系,估计距离数十亿光年。这种对这个谜团的多波长攻击提供了丰富的数据,但没有简单的答案。

破译伽马射线爆发

伽马射线爆发根据其持续时间和可能的起源大致分为两种类型。 短伽玛暴,持续时间不到两秒,被认为源自两颗中子星或一颗中子星与黑洞的合并。这些事件会产生引力波并产生重元素,包括金和铂。

长伽玛暴持续时间从几秒到几分钟不等,被认为是超大质量恒星(至少是太阳质量的 20 到 30 倍)坍缩成黑洞的死亡呼声。这一过程通常伴随着超新星爆发,产生以接近光速行进的强大物质射流,当它们与周围的气体相互作用时,会产生强烈的伽马射线发射。

“GRB 250702B 并不完全适合这两个盒子,”麻省理工学院卡夫利天体物理和空间研究所的 Lena Petrova 教授解释道,她专门从事理论 GRB 建模。 “对于伽玛射线暴而言,七个小时是永恒的。这不仅仅是一个异常值;它是一类全新的事件,或者是一种以我们从未想过的方式显现的已知事件。在如此长的时间内输出的能量是惊人的,挑战了我们关于恒星坍塌和吸积物理学的核心假设。”

韦伯前所未有的观点

詹姆斯·韦伯太空望远镜在揭开这个谜团方面发挥了关键作用。这个谜团的初始阶段。其无与伦比的红外灵敏度使天文学家能够透过遥远的宿主星系中的尘埃和气体进行观察,从而提供有关伽玛暴周围环境的重要细节。韦伯的中红外仪器 (MIRI) 对于在最初的伽马射线闪光消退后很长时间内观察冷却余辉和爆发周围物质的成分特别重要。

“韦伯能够以精致的细节观察主星系和伽玛射线暴的余辉,即使它仍在活跃地发射,这才是真正使这项研究与众不同的原因,”索恩博士指出。 “我们不只是看到闪光;我们正在研究余烬和坩埚。来自韦伯的数据将有助于确定祖星或天体的性质,并了解驱动这种长期发射的机制。”该望远镜的观测结果已经排除了几种传统超新星类型作为唯一的解释,暗示存在一种更奇特的能量来源。

超越已知物理:理论

科学界正在热议GRB 250702B的理论解释。一个主要的假设表明,其中涉及一颗高度磁化、快速旋转的中子星,称为“磁星”,它可以在较长时间内持续向伽马射线暴喷流输送能量。然而,即使是最具能量的磁星通常也无法维持如此强大的伽马射线输出七个小时。

另一个有趣的可能性是超大质量恒星的崩溃,它不仅形成黑洞,而且还创建一个继续运行的“引擎”吸积物质持续了异常长的时间,这可能是由于与其磁场或周围恒星包层的复杂相互作用所致。一些更具推测性的理论甚至冒险进入奇异物质领域,暗示“夸克星”或其他假设的致密天体的形成,这些天体的行为方式可能是我们尚不了解的。

“这正是我们制造像韦伯这样的仪器的原因,”彼得洛娃教授总结道。 “寻找打破我们模型的东西。GRB 250702B 是一块宇宙罗塞塔石碑,提供了开启天体物理学全新篇章的潜力。是的,这是一个挑战,但也是一个令人难以置信的机会,可以突破我们认为宇宙中可能存在的界限。” GRB 250702B 的数据将在未来几年进行分析,有望重塑我们对宇宙中最极端事件的理解。

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