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韦伯望远镜发现了令天体物理学家困惑的七小时宇宙爆发

天文学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜观测到了 GRB 250702B,这是一场史无前例的伽马射线爆发,持续了七个小时,挑战了恒星死亡和极端宇宙事件的基本理论。

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韦伯望远镜发现了令天体物理学家困惑的七小时宇宙爆发

GRB 250702B:难以置信的爆发

美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 与全球天文台网络一起,发现了一次前所未有的持续时间的宇宙爆炸,这一发现在天体物理学界引发了兴奋和困惑的涟漪。这次伽马射线暴 (GRB) 被称为 GRB 250702B,它挑战了所有已知的理论模型,持续了惊人的七个小时,远远超过了与这些灾难性事件相关的典型几秒或几分钟。

最初的爆发于 2025 年 7 月 2 日被探测到,费米伽马射线太空望远镜首先捕捉到了它,随后尼尔·盖尔斯·斯威夫特望远镜迅速对其进行了详细观测。天文台精确定位了其位于大约 110 亿光年远的遥远星系中的位置。然而,正是由 JWST 的红外能力和欧洲南方天文台甚大望远镜 (VLT) 等地面望远镜仔细追踪的持续余辉揭示了这一异常现象。马克斯·普朗克地外物理研究所的首席研究员阿里斯·索恩博士表达了许多人的观点:“我们目睹过伽玛射线暴持续一分钟,有时甚至在罕见的‘长’爆发中持续几分钟。但是七个小时?这不仅仅是一个异常值;这是一种全新的宇宙事件,根据我们目前对恒星死亡的理解,它根本不应该存在。”

伽马射线转瞬即逝的本质爆发

要了解 GRB 250702B 的神秘程度,了解有关伽马射线爆发的传统观点至关重要。伽玛暴是宇宙中最强大的爆炸,它在几秒钟内释放出的能量比太阳在其整个 100 亿年寿命中产生的能量还要多。它们主要有两种类型:

  • 短伽玛暴:持续时间不到两秒,通常归因于两颗中子星或中子星和黑洞的合并。
  • 长伽玛暴:持续时间从几秒到几分钟不等,这些被认为是在快速旋转的大质量恒星坍缩过程中形成的超大质量黑洞的诞生声。 (通常称为超新星)。

在这两种情况下,当爆炸的冲击波与周围的星际介质相互作用时,伽马射线爆发后都会产生 X 射线、光学和无线电波长的余辉。这种余辉通常会迅速消退,在几天或几周内变得无法察觉。然而,GRB 250702B 持续发射七个小时,对被认为为这些事件提供动力的机制提出了挑战,这表明它存在与之前观察到的任何东西不同的长期能源。

韦伯前所未有的红外洞察力

詹姆斯·韦伯太空望远镜在揭示 GRB 250702B 的非凡本质方面发挥了关键作用。它对红外光无与伦比的敏感性使天文学家能够以令人难以置信的细节观察遥远的余辉,即使它因宇宙的膨胀而显着红移。这些深红外数据为了解不断变化的能量输出和爆炸周围的环境提供了重要的见解。

“如果没有韦伯,GRB 250702B 的大部分扩展活动将被隐藏起来,”索恩博士解释道。 “它能够透过宇宙尘埃观测并探测微弱、遥远的信号,使我们能够比以前任何此类伽马射线暴更长时间地跟踪光源的光度曲线。数据显示,数小时内的发射非常稳定但强大,这才是真正让我们感到困惑的地方。”多波长方法将天基伽马射线和 X 射线望远镜的数据与 JWST 的红外和地面光学/射电观测相结合,有助于描绘出这一宇宙谜团的最完整(尽管令人费解)的图景。

争夺答案:新理论的出现

GRB 250702B 持续时间的延长引发了一系列理论活动。天体物理学家现在正在积极探索几种激进的假设来解释这一现象:

  • “准恒星”塌缩:一种理论认为,一颗质量极大的原始恒星的塌缩没有经历典型的超新星爆发,而是形成了一个核心有黑洞的“准恒星”,然后经历了漫长的吸积阶段。
  • 奇异致密天体合并:另一种理论可能性涉及两个高度不寻常的致密天体的合并,可能是白矮星和黑洞,甚至是两个中等质量的黑洞,其结构允许长时间释放能量。
  • 磁星驱动的“超新星”:一些人推测它可能是磁星驱动的超新星的极端形式,其中快速旋转、高度磁化的中子星在较长时间内向超新星遗迹注入能量,但是即使这个模型也很难解释七个小时的持续伽马射线发射。

“这一事件迫使我们质疑我们对恒星演化终点和驱动最强大爆炸的机制的基本假设,”剑桥大学理论天体物理学家埃琳娜·彼得洛娃博士表示。 “我们正在研究全新的物理学,可能涉及奇异的物质状态或全新的天体物理过程。”

对宇宙理解的影响

GRB 250702B 的发现不仅仅是天文上的好奇心;它是对高能天体物理学标准模型的重大挑战。如果被确认为一类新的事件,我们就需要重新评估我们如何理解恒星的生与死、黑洞的形成以及早期宇宙的能量收支。

随着天文学家继续深入研究 GRB 250702B 的数据,随着 JWST 准备探测更多此类遥远和极端的现象,宇宙继续以最意想不到和最令人费解的方式揭示它的秘密。这次长达七小时的宇宙爆炸清楚地提醒我们,即使使用我们最先进的仪器,宇宙也蕴藏着许多惊喜,突破了人类知识的界限,激发了新一代的科学探究。

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