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探索宇宙奧秘 · 理性思考
2024年8月25日,NASA的Swift衛星向地面發出警報。宇宙深處,一顆大質量恒星剛剛坍縮,噴流擊穿星體,釋放出名為GRB 240825A的伽馬射線暴。
通常,這類"宇宙煙花"的余輝要么明亮可見,要么永遠隱匿于黑暗。但這顆暴卻上演了一出罕見的"變臉"戲碼:它先暗后亮,在爆發后約1000秒達到最暗,又在11小時后轉為明亮。
研究團隊量化這一暗度的指標是光學- X射線光譜指數β_OX。數據顯示,GRB 240825A的β_OX并非恒定。
爆發后,光學暗度先迅速下降,在約1000秒時達到極小值,滿足光學暗暴的判定標準;隨后卻持續回升,大約11小時后,該暴已完全脫離"光學暗"范疇,轉變為典型的光學亮暴。
這種"先暗后亮"的時間演化極為罕見。它打破了光學暗暴"一暗到底"的刻板印象,暗示我們之前對這類天體的分類可能過于靜態。
為什么會出現這種反轉?光譜能量分布分析指向了消光效應的變化。
研究團隊發現,暴周介質的消光程度隨時間逐漸降低。這表明GRB 240825A誕生于致密的星形成區,周圍原本包裹著大量塵埃。
爆炸初期,余輝光線必須穿過厚重的塵埃帷幕,遭受強烈消光,顯得暗淡。隨著時間推移,激波向外擴散,逐漸脫離致密環境,消光減弱,光學亮度自然回升。
這一發現直接支持了"塵埃消光"假說。它證明至少一部分光學暗暴并非本質暗淡,而是被"遮住了臉"。環境的動態演化才是幕后推手。
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光學暗伽馬射線暴自1990年代發現以來,始終是謎。長暴源于大質量恒星坍縮,理應發生在恒星形成區,塵埃豐富。但為何有些暴明亮,有些卻暗?
這關系到恒星形成環境、噴流特性,甚至宇宙早期高紅移暴的探測。
若在爆發初期(如前1000秒)觀測,它會歸類為暗暴;若僅在數小時后觀測,則得到完全相反的結論。這解釋了為何不同望遠鏡對同一暴可能給出矛盾分類。
該發現也排除了部分替代解釋,如高紅移導致的萊曼α吸收,因為紅移不會隨時間變化。環境的動態消光才是更合理的解釋。
中國在伽馬射線暴余輝觀測領域已形成獨特優勢。從麗江高美古到興隆觀測站,再到南極昆侖站的南極巡天望遠鏡,中國構建起覆蓋不同緯度的地基光學監測網絡。
這項研究提醒我們,宇宙從不靜態。那些看似永恒的黑暗,或許只是光線尚未穿透塵埃的瞬間。
隨著中國下一代大型光學紅外望遠鏡的建成,我們將有望捕捉到更多這樣的宇宙"變臉"時刻,揭開恒星死亡現場的更多秘密。
Rui-Zhi Li et al, Time Evolution of Optical Darkness in Gamma-Ray Burst Afterglow: The Case of GRB 240825A, The Astrophysical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/ae1e7d
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