恒星系列解析:深空爆炸
20世纪60年代晚期,美国发射了一架能够探测伽马射线的空间探测器。它并不是被设计用以天文观测的,而是用于强调最近签订的核试验禁令条约,禁止宇宙中核武器的引爆。这一卫星很快开始报告伽马射线暴的到来,它不是来自地球轨道(这样的话可能是一次核弹爆炸),而是来自深空。在1969年7月间,探测到了16次这种事件。更为敏感的空间探测器被发射以后,很快,探测到的伽马射线暴的数量激增至每天一次。这些伽马射线暴能从任何时候开始,持续数10毫秒直到1.5分钟左右。没有相同的两次爆发,这些伽马射线暴也都来自不同的方向。在接近30年中,没人能够解释它们。证据表明伽马射线暴已经穿过了很大体积的宇宙,这是因为它们存在红移现象。但是如果通过计算修正可疑的红移,这些爆发将是宇宙中最剧烈的爆炸,在某些情况下释放出的能量比整个星系1年的还多。
这一结论使得一些天文学家怀疑它们是本地未经红移的爆发,因此也没有那么剧烈。一些天文学家被这些数据所困惑,他们(仅仅是半开玩笑的)提出可能这些爆发并不是自然现象,而是外星飞行物驱动引擎的排出物!
在20世纪90年代晚期,这个谜团开始被解开。意大利-荷兰联合卫星BeppoSAX 能够迅速分辨爆发的方向并在数小时的时间内将信息转发到地面。哈勃太空望远镜(HST)的控制器也能够将望远镜对准爆发的方向并拍摄长曝光时间照片。1997年2月28日,BeppoSAX探测到一次伽马射线爆发,HST也捕捉到了这次爆炸的昏暗的光学余晖。在余晖周围是更为昏暗的亮光——一个遥远的星系。
余晖自身可能位于星系的旋臂处,正是天文学家认为能够发现超新星的区域。
在21世纪的最早几年中,伽马射线暴与超新星之间联系越发紧密。天文学家通过欧洲南方天文台的X射线卫星XMM-Newton观测伽马射线暴的余晖并尝试分析它的化学组成,它们发现了硅、硫、氩、镁和钙等元素,这些通常都与超新星有关。但是,由于伽马射线暴看起来喷出比宇宙中超新星更多的能量,科学家并不了解这两种现象究竟是如何联系到一起的。
这一困惑可能能被理论计算解决,它提出在宇宙非常早期,恒星的原始组成几乎完全是氢和氦。这些早期恒星能够长到很大的体积,燃烧得更快也更热,并且比现在的恒星爆炸要更为猛烈。这些爆炸就是超级超新星。
按照这一理论,当超级超新星爆炸时,在其核心产生一个黑洞。不是所有的周围恒星都被吹到宇宙中,其中的一些几乎立刻就被黑洞吞噬,而正是这些高速下降的气体产生了伽马射线暴。一些较短、较不猛烈的的伽马射线暴可能是双中子星螺旋进彼此,这同样产生了一个黑洞。
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