探索宇宙奥秘 · 理性思考
2024年8月25日,NASA的Swift卫星向地面发出警报。宇宙深处,一颗大质量恒星刚刚坍缩,喷流击穿星体,释放出名为GRB 240825A的伽马射线暴。
通常,这类"宇宙烟花"的余辉要么明亮可见,要么永远隐匿于黑暗。但这颗暴却上演了一出罕见的"变脸"戏码:它先暗后亮,在爆发后约1000秒达到最暗,又在11小时后转为明亮。
研究团队量化这一暗度的指标是光学- X射线光谱指数β_OX。数据显示,GRB 240825A的β_OX并非恒定。
爆发后,光学暗度先迅速下降,在约1000秒时达到极小值,满足光学暗暴的判定标准;随后却持续回升,大约11小时后,该暴已完全脱离"光学暗"范畴,转变为典型的光学亮暴。
这种"先暗后亮"的时间演化极为罕见。它打破了光学暗暴"一暗到底"的刻板印象,暗示我们之前对这类天体的分类可能过于静态。
为什么会出现这种反转?光谱能量分布分析指向了消光效应的变化。
研究团队发现,暴周介质的消光程度随时间逐渐降低。这表明GRB 240825A诞生于致密的星形成区,周围原本包裹着大量尘埃。
爆炸初期,余辉光线必须穿过厚重的尘埃帷幕,遭受强烈消光,显得暗淡。随着时间推移,激波向外扩散,逐渐脱离致密环境,消光减弱,光学亮度自然回升。
这一发现直接支持了"尘埃消光"假说。它证明至少一部分光学暗暴并非本质暗淡,而是被"遮住了脸"。环境的动态演化才是幕后推手。
光学暗伽马射线暴自1990年代发现以来,始终是谜。长暴源于大质量恒星坍缩,理应发生在恒星形成区,尘埃丰富。但为何有些暴明亮,有些却暗?
这关系到恒星形成环境、喷流特性,甚至宇宙早期高红移暴的探测。
若在爆发初期(如前1000秒)观测,它会归类为暗暴;若仅在数小时后观测,则得到完全相反的结论。这解释了为何不同望远镜对同一暴可能给出矛盾分类。
该发现也排除了部分替代解释,如高红移导致的莱曼α吸收,因为红移不会随时间变化。环境的动态消光才是更合理的解释。
中国在伽马射线暴余辉观测领域已形成独特优势。从丽江高美古到兴隆观测站,再到南极昆仑站的南极巡天望远镜,中国构建起覆盖不同纬度的地基光学监测网络。
这项研究提醒我们,宇宙从不静态。那些看似永恒的黑暗,或许只是光线尚未穿透尘埃的瞬间。
随着中国下一代大型光学红外望远镜的建成,我们将有望捕捉到更多这样的宇宙"变脸"时刻,揭开恒星死亡现场的更多秘密。
Rui-Zhi Li et al, Time Evolution of Optical Darkness in Gamma-Ray Burst Afterglow: The Case of GRB 240825A, The Astrophysical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/ae1e7d
热门跟贴