2023年9月6日，搭載于費(fèi)米衛(wèi)星上的伽馬射線暴監(jiān)測(cè)器捕捉到了一個(gè)伽馬射線閃光信號(hào)，并將其記錄為GRB 230906A。

GRB 230906A的不尋常之處在于它發(fā)生的位置。在一項(xiàng)新發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》的研究中，一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)借助錢德拉X射線天文臺(tái)和哈勃空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)它進(jìn)行了精確的X射線定位，發(fā)現(xiàn)它位于一個(gè)極其暗弱的小星系，這使它成為目前已知短伽馬射線暴中宿主環(huán)境最特殊的案例之一。

短伽馬射線暴與中子星

根據(jù)持續(xù)時(shí)間和光譜硬度的不同，伽馬射線暴可分為兩大類：一類是與大質(zhì)量恒星坍縮相關(guān)的長暴，另一類是通常被解釋為與致密天體并合相關(guān)的短暴。

GRB 230906A屬于一種特殊類別的短伽馬射線暴。這類爆發(fā)威力極其強(qiáng)大，能在短時(shí)間內(nèi)比整個(gè)星系還要明亮。這類爆發(fā)發(fā)生在兩顆中子星彼此旋近并發(fā)生碰撞時(shí)，在這一過程中會(huì)釋放出洪流般的能量，并鍛造出像金和鉑這樣的重元素。

中子星是宇宙中最致密的天體之一。它們體積很小，但質(zhì)量卻比太陽還略大，因此密度高得驚人。近年來，天文學(xué)家已經(jīng)收集到關(guān)于中等大小或大型星系內(nèi)兩顆中子星并合的數(shù)據(jù)。

并合中的并合

與通常的GRB宿主星系相比，它的暗弱程度、緊湊尺寸和顏色，會(huì)讓人推測(cè)它是一個(gè)高紅移宿主星系。

然而，根據(jù)甚大望遠(yuǎn)鏡的光譜觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究人員發(fā)現(xiàn)，這次爆發(fā)現(xiàn)象似乎發(fā)生在一個(gè)由相互作用的星系構(gòu)成的糾纏系統(tǒng)中。研究人員推測(cè)，這個(gè)暗弱星系似乎屬于一個(gè)距離地球約85億光年的更大星系群。這個(gè)星系群正經(jīng)歷一次宇宙尺度的并合——星系彼此碰撞并相互作用，從而攪動(dòng)恒星形成。

數(shù)據(jù)顯示，這個(gè)暗弱星系嵌在一條長達(dá)約60萬光年的氣體流里。這條氣體流很可能形成于數(shù)億年前一群星系彼此碰撞、并合之時(shí)，當(dāng)時(shí)氣體和塵埃被從這些星系中剝離出來，遺留在星系際空間中。

換言之，研究人員似乎發(fā)現(xiàn)了一次”并合中的并合“。他們認(rèn)為，這或許表明星系之間的潮汐相互作用能夠觸發(fā)恒星形成，而由這些新生恒星演化而來的兩顆中子星，最終可能彼此并合，從而產(chǎn)生我們觀測(cè)到的這些巨大爆發(fā)和高能輻射。

星系并合事件導(dǎo)致恒星碰撞，并產(chǎn)生珍貴的金屬。（圖/Fortuna, Dichiara/ERC BHianca 2026）

研究人員推測(cè)，發(fā)生碰撞的那兩顆中子星，誕生于大約7億年前由星系并合而觸發(fā)的一次恒星形成激增之中。它們最終的碰撞不僅產(chǎn)生了被探測(cè)到的伽馬射線暴，還將新近鍛造出的重元素散播到周圍空間中。

新發(fā)現(xiàn)與新問題

這一發(fā)現(xiàn)或許可以解釋，為什么有些伽馬射線暴看起來似乎沒有宿主星系。這個(gè)結(jié)果意味著，有些宿主星系太小、太暗，以至于在地面天文臺(tái)獲得的大多數(shù)光學(xué)圖像中無法被看見。

GRB 230906A所處的不同尋常的位置，可能有助于解釋為什么天文學(xué)家會(huì)在距離星系相對(duì)較遠(yuǎn)的恒星中發(fā)現(xiàn)像金和鉑這樣的元素。通常認(rèn)為，這樣的恒星年齡更老，而且它們形成于那些沒有足夠時(shí)間被超新星爆發(fā)產(chǎn)生的重元素所富集的氣體之中。而通過一連串核反應(yīng)，兩顆中子星之間的碰撞能夠產(chǎn)生像金和鉑這樣的重元素。

不過，未知的問題仍有許多。由于這次爆發(fā)距離地球非常遙遠(yuǎn)，因此現(xiàn)有的儀器無法測(cè)量在這次碰撞中具體形成了哪些元素。研究人員希望，一些新的強(qiáng)大的天文臺(tái)，如韋布空間望遠(yuǎn)鏡和南?！じ窭俳z·羅曼空間望遠(yuǎn)鏡，能在未來幫助天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)并研究那些產(chǎn)生重元素的遙遠(yuǎn)并合事件，從而使我們能更好地理解構(gòu)成我們世界的元素是如何形成的。

#參考來源：

https://www.psu.edu/news/research/story/strange-cosmic-burst-colliding-galaxies-shines-light-heavy-elements

https://www.nasa.gov/missions/chandra/nasa-discovers-crash-of-extreme-stars-in-unexpected-site/

https://theconversation.com/astrophysicists-trace-the-origin-of-valuable-metals-in-space-from-colliding-stars-to-merging-galaxies-272328

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae2a2f

#圖片來源：

封面圖&首圖：Fortuna, Dichiara/ERC BHianca 2026