伽玛射线暴是宇宙中最猛烈的爆发,它们在 50 秒内释出的能量相当于银河系 200 年总辐射能量。最近天文学家在宇宙遥远一端发现了新的短伽玛射线暴余辉,距离我们远达 100 亿光年,也就是说发生在大爆炸后仅 38 亿年。
这场事件被命名为 SGRB181123B。伽玛射线的持续时间一般介于 0.01秒~1000 秒左右,以 2 秒为界,可以分为长伽玛射线暴(long gamma-ray bursts)和短伽玛射线暴(short gamma-ray bursts,SGRB)。而伽玛射线暴爆发过后,望远镜可以在其它波段观测到辐射,称为伽玛射线暴的余辉。根据波段不同可分为 X 射线余辉、光学余辉、无线电余辉等,通常随时间指数式衰减,X 射线余辉能够持续几个星期,光学余辉和无线电余辉则能持续几个月到一年。
整体来说,短伽玛射线暴非常罕见,天文学家目前推测最可能是发生在 2 颗中子星合并之际,每年大概仅能检测到 7、8 个短伽玛射线暴,加上它们的余辉通常最多只持续几小时,时间短到无法让天文学家好好观察,也因此可想见,当美国西北大学团队发现距离远达我们 100 亿光年的超微弱短伽玛射线暴时,该有多么兴奋。
2018 年,NASA 的尼尔‧格雷尔斯雨燕天文台(Neil Gehrels Swift Observatory)首度发现该事件,但并不知道这场爆炸距离我们多远,西北大学团队接着利用北双子望远镜测量 SGRB181123B 的光学余辉。
由于双子座望远镜拍下的图像非常清晰,让研究人员能够精确定位宇宙中特定星系的位置,在利用南双子望远镜上的近红外光谱仪拍摄宿主星系的光谱后,研究人员意识到他们偶然发现比其他已知伽玛暴都还要遥远 SGRB,当时宇宙还只是个少年。
在这一刻找到 SGRB 意味着,当年少宇宙正在忙着形成大量恒星、迅速形成星系时,某处已经有经历出生、演化和死亡的中子星对融合了,这也许会改变我们对中子星合并需要多长时间的理解,以及在年少宇宙时期合并的中子星对,彼此融合的速度有多快。
新论文发表在《天文物理期刊通讯》(the Astrophysical Journal Letters)。
- Observatory’s quick reflexes capture fleeting flash
- Rare event occurred 10 billion lightyears away, 3.8 billion years after the Big Bang
(首图来源:西北大学)