2022年元旦那天,Neil Gehrels Swift天文台捕捉到来自遥远星系的一次伽马射线大爆发。经过四年的数据分析,一组天文学家给这次编号为GRB 220101A的爆发提出了一个相当戏剧化的剧本:一颗坍缩的恒星,可能同时催生了一颗脉冲星和一个黑洞。

听起来像是把两次宇宙级爆炸塞进了一个事件里。这个想法本身就很反常识——我们通常认为一次伽马暴对应一次恒星死亡,但这次,研究团队认为事情可能复杂得多。

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一个意大利团队提出的"连环爆炸"剧本

这个模型由意大利国际相对论天体物理网络的天文学家Remo Ruffini领导的研究团队提出。按照他们的推演,故事的开头是一颗质量较大的老年恒星,它的核心在此前的核反应中已经变成碳和氧的混合物。

当这个碳氧核心爆炸时,研究人员认为会释放出一团加速运动的电子和正电子云。他们给这个假想事件起了个名字,叫"HB超新星",取自已故物理学家Homi Bhabha,因为他研究过这类粒子的碰撞。

接下来是关键的一步:这团粒子云撞上了附近的一颗白矮星,导致白矮星坍缩成一颗中子星。而白矮星的坍缩,又触发了第二次超新星爆炸——时间点就在第一次爆炸之后3.5秒

故事还没完。这第二次爆炸又击中附近的第三个天体,另一颗中子星。结果,这颗中子星释放出整个事件中最明亮的一次能量爆发,随后坍缩成一个黑洞。

与此同时,快速运动的物质继续落到新形成的中子星上,让它越转越快,直到自转周期缩短到毫秒级别,变成一颗脉冲星——一种靠高速自转和磁场规律地射出光束的星体。

Ruffini对这套模型的评价是:"这是天体物理学中观测到的最复杂的系统。"

但其他专家并不买账

问题在于,这个剧本虽然精巧,却建立在"假想事件"的基础上。Ruffini团队自己就把其中的关键环节称为hypothetical(假想的)。

新西兰坎特伯雷大学的Ryan Ridden就持保留态度。他说:"Ruffini等人为GRB 220101A的起源提出了一个引人入胜的想法。但一如既往,非凡的主张需要非凡的证据。"

Ridden进一步指出,即便GRB 220101A拥有非常出色的观测数据,这些观测也没有决定性地支持这个新模型。同样的数据,完全可以套进另一个故事里——那个故事以一个黑洞结尾,没有脉冲星。

换句话说,同一批数据,两种解释都说得通。这正是天体物理学里常见的处境:观测越精细,理论解释反而可能越多。

为什么这件事值得关注

伽马射线暴是宇宙中已知最剧烈的能量释放事件之一。每一次被详细记录的伽马暴,都是检验恒星死亡理论的机会。GRB 220101A之所以特别,是因为它的数据质量足够好,好到能让研究者提出如此复杂的多天体连锁反应模型。

但"能提出"和"被证实"之间,隔着一段距离。Ruffini团队的模型需要几个罕见条件同时成立:一颗碳氧核心的老年恒星、附近一颗白矮星、再附近一颗中子星,而且它们的位置和时序要刚好凑成这条连锁反应链。这样的配置在宇宙中是否常见,原文没有给出答案。

目前可以确定的是:这次伽马暴确实发生了,数据确实被分析了四年,一个复杂模型确实被提出来了,而它确实还没有被观测证据一锤定音。

至于GRB 220101A的真实身份——是一次超新星,还是两次,还是别的什么——科学界暂时还没有定论。这种"数据很漂亮、结论还没落地"的状态,或许才是前沿研究最真实的样子。