周一 · 知古通今|周二 · 牧夫?qū)?/p>

周三 · 風(fēng)月同天|周四 · 觀測(cè)指南

周五 · 深空探測(cè)|周六 · 茶余星話|周日 · 太空探索

翻譯：酥油餅

校對(duì)：孫宇峰

審核：牧夫天文校對(duì)組

美編：張一帆

后臺(tái)：李子琦

https://sorae.info/astronomy/20250910-grb-250702b.html

最早在1960年代被發(fā)現(xiàn)的伽馬射線暴（Gamma-ray Burst, GRB）是一種會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)爆發(fā)出強(qiáng)烈伽馬射線的天文現(xiàn)象。

迄今為止，人類探測(cè)到的GRB持續(xù)時(shí)間通常不超過(guò)幾小時(shí)。然而，荷蘭拉德堡德大學(xué)（Radboud University）的Andrew Levan教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)宣布，他們首次探測(cè)到在同一天內(nèi)、同一發(fā)源地重復(fù)發(fā)生的伽馬射線暴。

參與研究的都柏林大學(xué)學(xué)院的Antonio Martin-Carrillo表示：“這一現(xiàn)象與此前50年的觀測(cè)記錄與眾不同?！逼浒l(fā)生機(jī)制尚未明確。

NASA的費(fèi)米衛(wèi)星在數(shù)小時(shí)內(nèi)三次探測(cè)到同一來(lái)源的伽馬射線暴

本次研究的觀測(cè)目標(biāo)是NASA的伽馬射線觀測(cè)衛(wèi)星“費(fèi)米（Fermi）”于2025年7月2日（世界時(shí)）探測(cè)到的伽馬射線暴。

費(fèi)米衛(wèi)星在這一天的數(shù)小時(shí)內(nèi)，從同一方向接連探測(cè)到三次伽馬射線暴，依次被稱呼為GRB 250702D、GRB 250702B、GRB 250702E。本文統(tǒng)一將這三次事件統(tǒng)稱為GRB 250702B，便于敘述。

▲ 2025年7月3日，甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）使用紅外相機(jī)HAWK-I拍攝的GRB 250702B圖像（紅色圈中的橙色亮點(diǎn)即為GRB的光源）。（來(lái)源: ESO/A. Levan, A. Martin-Carrillo et al.）

研究團(tuán)隊(duì)回顧其他數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，中國(guó)科學(xué)院的X射線天文衛(wèi)星“天關(guān)（Einstein Probe）”也記錄到與該GRB相關(guān)的X射線事件，命名為“EP 250702a”。

分析了天關(guān)的觀測(cè)數(shù)據(jù)后，研究人員發(fā)現(xiàn)早在前一日，也就是2025年7月1日，EP 250702a就已經(jīng)在X射線波段可被探測(cè)。換而言之，7月1日的X射線事件與7月2日費(fèi)米衛(wèi)星所探測(cè)到的連續(xù)伽馬射線爆發(fā)，說(shuō)明該源頭的活躍期至少持續(xù)了一整天。

此外，由于信號(hào)源出現(xiàn)在大約銀河系中恒星密集區(qū)域的方向上，起初科學(xué)家曾懷疑GRB 250702B可能來(lái)自銀河系內(nèi)部。

但通過(guò)歐南臺(tái)（ESO）的甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）和哈勃空間望遠(yuǎn)鏡（HST）進(jìn)一步觀測(cè)分析后，研究團(tuán)隊(duì)傾向于認(rèn)為GRB 250702B更可能來(lái)自數(shù)十億光年外的遙遠(yuǎn)星系。

▲ 2025年7月3日至15日間，VLT與HST觀測(cè)到的GRB 250702B變化的圖像。（來(lái)源: ESO/A. Levan, A. Martin-Carrillo et al./NASA/ESA）

可能的成因：由中等質(zhì)量黑洞引起的白矮星瓦解事件？

GRB根據(jù)其持續(xù)時(shí)間可大致分為兩類，持續(xù)時(shí)間超過(guò)約2秒的長(zhǎng)伽馬射線暴（long GRB）和持續(xù)時(shí)間少于約2秒的短伽馬射線暴（short GRB）。伽馬射線暴就是這樣以“2秒” 為界限的極短現(xiàn)象，再加上長(zhǎng)伽馬射線暴被認(rèn)為是由質(zhì)量至少為太陽(yáng)8倍以上的大質(zhì)量恒星發(fā)生超新星爆炸所引起，而短伽馬射線暴則通常被認(rèn)為是中子星之間的合并所致（也有部分觀點(diǎn)認(rèn)為是超新星爆發(fā)），因此按理來(lái)說(shuō)，它們本不應(yīng)該會(huì)從同一個(gè)信號(hào)源重復(fù)發(fā)生。

Martin-Carrillo也指出：“GRB的關(guān)鍵特征在于它們?cè)醋詺缧允录?strong>按理說(shuō)不可能重復(fù)。然而GRB 250702B的信號(hào)源卻發(fā)生了三次爆發(fā)。

▲下段是由NASA的伽馬射線觀測(cè)衛(wèi)星費(fèi)米的觀測(cè)數(shù)據(jù)所繪制的圖。上段是三次觸發(fā)時(shí)刻的詳細(xì)圖，藍(lán)色是第1次（GRB 250702D），黃色是第2次（GRB 250702B），綠色是第3次（GRB 250702E）。下段的虛線標(biāo)出第1次和第2次的間隔為2825秒。引自研究論文。（來(lái)源: Levan et al.）

針對(duì)GRB 250702B的成因，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為很可能是一顆白矮星在靠近中等質(zhì)量黑洞時(shí)被其強(qiáng)大的引力撕裂摧毀所致。

黑洞由其質(zhì)量決定分類，中等質(zhì)量黑洞就是其中的一種。在黑洞中，擁有幾倍至百倍太陽(yáng)質(zhì)量的叫恒星質(zhì)量黑洞，擁有百萬(wàn)至數(shù)十億倍太陽(yáng)質(zhì)量的叫超大質(zhì)量黑洞。中等質(zhì)量黑洞正如其名，介于恒星質(zhì)量黑洞與超大質(zhì)量黑洞之間，一般質(zhì)量為幾百至幾十萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量。

另一方面，白矮星指的是擁有類似地球的大小卻具有太陽(yáng)質(zhì)量的高密度天體。不會(huì)發(fā)生超新星爆炸的質(zhì)量較輕的恒星（通常不超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量的8倍），在壽命接近終點(diǎn)時(shí)，會(huì)從主序星演化為紅巨星，并開始從外層向周圍釋放出氣體與塵埃。當(dāng)紅巨星逐漸耗盡其氣體物質(zhì)，只剩下內(nèi)部熾熱的核心時(shí)，最終會(huì)演化成一顆閃耀的白矮星。

研究團(tuán)隊(duì)指出，第2次與第3次GRB之間的時(shí)間間隔是第1次與第2次的3倍整數(shù)關(guān)系，可能反映了某種周期性軌道行為。經(jīng)過(guò)對(duì)多個(gè)可能機(jī)制的比較分析后，研究者提出，一種有力的可能性是：白矮星在靠近中等質(zhì)量黑洞時(shí)被其強(qiáng)大引力破壞，從而發(fā)生了潮汐瓦解事件。

此外，研究團(tuán)隊(duì)也沒有排除其他可能性，比如可能是大質(zhì)量恒星塌縮所致。目前，關(guān)于GRB 250702B的追加觀測(cè)仍在進(jìn)行，包括VLT以及韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）等都參與其中，如果最終確認(rèn)這起爆發(fā)事件確實(shí)發(fā)生于銀河系以外，那么這將成為顛覆“伽馬射線暴不會(huì)重復(fù)發(fā)生”這一共識(shí)的重要證據(jù)，也將為人類揭示GRB成因的更多真相打開新局面。

責(zé)任編輯：甘林

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

微信公眾號(hào)：astronomycn

歐洲南方天文臺(tái)甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）

謝謝閱讀