我們的宇宙在整個(gè)電磁波譜中閃耀著光芒。雖然這些光大部分來自于像我們的太陽這樣的星系中的恒星，但我們經(jīng)常被短暫而明亮的閃光所吸引，而這些閃光超過了整個(gè)星系本身。其中一些最亮的閃光被認(rèn)為是在大災(zāi)難事件中產(chǎn)生的，例如大質(zhì)量恒星的死亡或被稱為中子星的兩個(gè)恒星尸體的碰撞。

長(zhǎng)期以來，研究人員一直在研究這些明亮的閃光或“瞬態(tài)”以深入了解恒星的死亡和余生以及我們宇宙的演變。

天文學(xué)家們有時(shí)會(huì)遇到違背預(yù)期的瞬變體，這讓長(zhǎng)期以來預(yù)測(cè)各種瞬變體應(yīng)該如何的理論家們感到困惑。2014年10月，用錢德拉望遠(yuǎn)鏡(NASA的旗艦X射線望遠(yuǎn)鏡)對(duì)南部天空進(jìn)行的一項(xiàng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)計(jì)劃發(fā)現(xiàn)了這樣一個(gè)名為CDF-S XT1的神秘瞬態(tài)：一個(gè)持續(xù)幾千秒的明亮瞬態(tài)。CDF-S XT1在X射線中釋放的能量跟太陽在10億年內(nèi)所釋放的能量相當(dāng)。自從最初的發(fā)現(xiàn)以來，天體物理學(xué)家們提出了許多假設(shè)來解釋這個(gè)瞬變現(xiàn)象，然而沒有一個(gè)是結(jié)論性的。

在最近的一項(xiàng)研究中，由OzGrav博士后Nikhil Sarin博士(莫納什大學(xué))領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)天體物理學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)，對(duì)CDF-S XT1的觀測(cè)結(jié)果跟預(yù)期來自接近光速的高速噴流的輻射預(yù)測(cè)相符。這種“外流”只能在極端的天體物理?xiàng)l件下產(chǎn)生，如當(dāng)一顆恒星被一個(gè)大質(zhì)量黑洞撕裂時(shí)它就會(huì)被破壞，一顆大質(zhì)量恒星的坍縮或兩顆中子星的碰撞。

Sarin等人的研究發(fā)現(xiàn)，CDF-S XT1的流出物可能是由兩顆中子星合并產(chǎn)生。這一見解使得CDF-S XT1類似于2017年被稱為GW170817的重大發(fā)現(xiàn)--首次觀測(cè)到引力波，即空間和時(shí)間結(jié)構(gòu)中的宇宙漣漪，不過CDF-S XT1距離地球有450倍之遠(yuǎn)。這個(gè)巨大的距離意味著這次合并發(fā)生在宇宙歷史的早期，它也可能是迄今為止觀察到的最遠(yuǎn)的中子星合并之一。

中子星碰撞是宇宙中產(chǎn)生金、銀和钚等重元素的主要場(chǎng)所。由于CDF-S XT1發(fā)生在宇宙歷史的早期，這一發(fā)現(xiàn)推進(jìn)了我們對(duì)地球化學(xué)豐度和元素的理解。

最近在2020年1月對(duì)另一個(gè)瞬變體AT2020blt的觀測(cè)--主要是用茲威基瞬變體設(shè)施--使天文學(xué)家感到困惑。這個(gè)瞬變體的光就像大質(zhì)量恒星坍縮時(shí)發(fā)射的高速外流的輻射。這種流出物通常會(huì)產(chǎn)生更高能量的伽馬射線，然而它們?cè)跀?shù)據(jù)中缺失了--它們沒有被觀測(cè)到。這些伽馬射線的缺失只能是由于以下三種可能的原因之一：沒有產(chǎn)生伽馬射線;伽馬射線被引向遠(yuǎn)離地球的地方;伽馬射線太弱，無法被看到。

在另一項(xiàng)研究中，由OzGrav研究員Sarin博士再次領(lǐng)導(dǎo)，莫納什大學(xué)的天體物理學(xué)家跟阿拉巴馬州、路易斯安那州、樸茨茅斯和萊斯特的研究人員合作，這表明AT2020blt可能確實(shí)會(huì)產(chǎn)生指向地球的伽馬射線，只是它們非常弱，被我們目前的儀器所忽略。

Sarin博士表示：“與其他類似的瞬態(tài)觀測(cè)一起，這種解釋意味著我們現(xiàn)在開始了解整個(gè)宇宙中的災(zāi)難性爆炸是如何產(chǎn)生伽馬射線這一神秘的問題。”

這類明亮的瞬變體統(tǒng)稱為伽馬射線暴，包括CDF-S XT1、AT2020blt和AT2021any，它們產(chǎn)生的能量足以在短短一秒鐘內(nèi)超過整個(gè)星系。

“盡管如此，產(chǎn)生我們從宇宙的另一端探測(cè)到的高能輻射的精確機(jī)制并不為人所知，”Sarin博士說道，“這兩項(xiàng)研究探索了一些迄今為止探測(cè)到的最極端的伽馬射線暴。隨著進(jìn)一步的研究，我們將最終能回答我們思考了幾十年的問題，即伽馬射線暴是如何工作的。”

關(guān)鍵詞： CDF-S XT1 科學(xué)家 星系 神秘起源 宇宙