世界上最大的射電望遠鏡捕捉到激烈的星體合併的燦爛餘輝

據CNET報道，周三，天文學家向我們展示了一段神秘的視頻：在黑暗的背景上，有許多青綠色的“污跡”在不斷地演變。但就在這段視頻的中心，有一個“污跡”與其他“污跡”不同：它是最亮的，而且每一幀都在增強。你所看到的證明，大約200億年前，一顆超強的中子星與一顆較弱的恆星相撞，產生了一個爆炸性的、短暫的伽瑪射線暴，在宇宙中激起了引力波，並使周圍空間瀰漫著強烈的餘輝。

這是一次令人震驚的合併，發生時宇宙的年齡僅為目前的40%，而天文學家對其事件的非凡看法是由世界上最大的射電望遠鏡–位於智利的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）提供的。

更確切地說，ALMA是由分佈在高海拔的智利安第斯山脈上的66台射電望遠鏡組成的。它們一起工作，為我們帶來關於我們宇宙“暴力”一面的數據。

美國西北大學的天文學家和ALMA項目的主要研究人員方文輝（音譯）在一份聲明中說：“短距離爆發的餘輝非常難得，所以能捕捉到這個事件如此明亮的光芒是非常壯觀的。這一令人驚訝的發現開闢了一個新的研究領域，因為它促使我們在未來用ALMA和其他望遠鏡陣列觀察更多這樣的情況。”

方文輝和其他研究人員的發現細節很快將發表在即將出版的《天體物理學雜誌通訊》上。現在，可以在arXiv上查看預印本。

一種難以理解的自然力量

短暫的伽瑪射線暴，像這個被正式稱為GRB 211106A的，是科學界已知的一些最強烈的、令人費解的強烈爆炸。但是，與壽命較長的爆炸相比，由於它們轉瞬即逝的性質，它們仍然是一個謎，直到2005年，美國宇航局的尼爾·蓋爾斯·斯威夫特天文台首次收集到關於一個爆炸的數據。

在幾秒鐘內，這些宇宙噴發的能量可以比我們的太陽在其整個生命中所發出的能量還要多。儘管這樣的極端情況對它們來說是有意義的，因為這些現象來自於至少有一顆中子星的雙星碰撞，這是一個超密集的氣體球，其引力之大甚至可以與黑洞相媲美。

“這些合併的發生是因為引力波輻射從雙星的軌道上移走了能量，導致恆星向對方螺旋式上升，”該研究的主要作者、拉德堡大學的天文學家Tanmoy Laskar在一份聲明中說。“由此產生的爆炸伴隨着以接近光速運動的噴流。當這些噴流之一對準地球時，我們觀察到伽瑪射線輻射的短脈衝或短GRB。”

這就是我們在最近的爆發的記錄中看到的生動的綠色閃光。

ALMA的專長

研究小組利用ALMA來定位這個特殊的爆發，這標誌着這樣一個事件首次在毫米波段被捕捉到，而這正是智利的望遠鏡的專長。

儘管美國宇航局的哈勃太空望遠鏡已經對這一戲劇性的碰撞進行了研究，但它只是在光學和紅外光波長的幌子下被看到。通過這些波長，哈勃基本上只能估計出這次合併發生在遙遠的星系中的信息，但對隨後的餘輝卻沒有太多了解。即使該機構的開創性的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡有一天開始執行調查GRB 21106A的任務，它也將被限制在紅外光波長上，儘管光譜要寬得多。

另一方面，ALMA可以看到與哈勃的毫米波長不同的東西–它確實捕捉到了GRB 21106A的餘輝。而在經過一些考慮之後，新的研究小組認識到，這個短伽瑪射線暴的餘輝是有史以來所見過的最發光的餘輝之一。

研究報告的合著者、西北大學的天文學家Rouco Escorial在一份聲明中說：“GRB 211106A之所以如此特別，是因為它不僅是我們在這個波長下探測到的第一個短GRB，而且，由於毫米和無線電探測，我們可以測量噴流的開啟角度。”

下一步，這種信息可能被證明對推斷我們宇宙中這種GRB的速率以及將它們與雙中子星合併甚至黑洞合併的速率進行比較至關重要。

方文輝說：“ALMA在毫米波段的能力方面打破了競爭環境，使我們第一次能夠在這種類型的光線下看到微弱的動態宇宙。在對短GRB進行了十年的觀測之後，見證了使用這些新技術來解開來自宇宙的驚喜禮物的力量，這確實令人驚訝。”