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2011-4-9

NASA空间望远镜联合观测空前的爆发

归档于: 天文空间科学, 译文快递 @ 2:48 pm

Francis Reddy
译自NASA,2011年4月7日

华盛顿讯——NASA的雨燕卫星、哈勃空间望远镜以及钱德拉X射线天文台合作研究了迄今观测过的最为莫名其妙的一次宇宙爆发。一周多之后,高能辐射持续在它发生的位置上增亮减暗。

天文学家说,他们从来没有看到过任何如此明亮、持久而又多变的东西。通常,伽玛射线暴意味着一颗大质量恒星的毁灭,但是这类事件产生的闪耀辐射持续时间从来不会超过几个小时。

虽然研究还在继续,天文学家说,这次反常的爆发可能是源于飘荡到过于靠近星系中央黑洞的恒星的。强烈的潮汐力撕碎了恒星,下落的气体持续向黑洞涌入。根据这一模型,旋转的黑洞沿自转轴形成了外向的喷流。如果喷流指向了我们的视线,我们就可以看到强烈的X射线和伽玛射线爆发。

这张GRB 110328A的照片是雨燕卫星的紫外/光学(白色和紫色)以及X射线望远镜(黄色和红色)的合成图。这次爆发只有X射线探测,图中是3月28日进行3.4小时曝光的结果。带标注大图请点击 图片提供:NASA/Swift/Stefan Immler

3月28日,雨燕卫星的爆发预警望远镜(Burst Alert Telescope)在天龙座发现了这个爆发源,当时是它一系列强烈的X射线爆发的第一次。卫星确定了现在被编目为伽玛暴(GRB)110328A的爆发位置,并通知了世界各地的天文学家。

数十架望远镜转向研究该天区的时候,天文学家很快就注意到,有一个小而遥远的星系非常靠近雨燕卫星给出的位置。哈勃望远镜在4月4日拍摄的深度曝光图象确定出,爆发就发生在星系的中心,星系位于38亿光年以外。

同一天,天文学家使用NASA的钱德拉X射线天文台对这个莫名其妙的爆发源进行了一次4小时的曝光。钱德拉的图象以10倍于雨燕的精度为该天体定位,表明它位于哈勃拍摄过的星系中央。

这张GRB 110328A宿主星系(箭头所指)的可见光照片是4月4日由哈勃空间望远镜的宽视场照相机III(Wide Field Camera 3)拍摄的。星系位于38亿光年以外。大图请点击 图片提供:NASA/ESA/A. Fruchter (STScI)

巴尔的摩(Baltimore)空间望远镜研究所的安德鲁·弗鲁赫特(Andrew Fruchter)说:“我们知道银河系内的一些天体可以产生重复的爆发,但是它们的能量要比我们现在所见的爆发低上数千到数百万倍。这次确实是很特别。”

马里兰州格林贝尔特(Greenbelt)NASA戈达德航天中心的雨燕卫星首席科学家尼尔·格雷尔斯(Neil Gehrels)说:“我们热切地期盼着哈勃的观测。爆发发生在星系的中心,这告诉我们它最有可能与大质量黑洞相关。它解决了这一神秘事件的一个关键问题。”

包括银河系在内的大多数星系都拥有中央的黑洞,质量相当于太阳的数百万倍,大型星系黑洞的质量可能还要比这一数字大上1000倍。瓦解恒星的葬身黑洞质量可能轻于银河系黑洞,后者的质量相当于太阳的400万倍。

NASA的钱德拉X射线天文台在4月4日完成了对GRB 110328A的4小时曝光。X射线源的中心相当于哈勃空间望远镜拍下的宿主星系中心(以红色十字表示)。大图请点击 图片提供:NASA/CXC/ Warwick/A. Levan

先前天文学家探测过特大质量黑洞瓦解的恒星,但是它们都没有表现出GRB 110328A这样的X射线亮度以及光变。辐射源重复耀发了若干次。举例来说,4月3日之后,它发生了5次以上的增亮。

科学家认为,X射线也许是来自粒子喷流中以接近光速的速度运行的物质的,喷流是由落向黑洞的恒星气体形成的。

钱德拉观测的领导者、英国华威(Warwick)大学的安德鲁·莱文(Andrew Levan)说:“当下的最佳解释是,我们正好沿着喷流的径向朝下看。当我们径直沿喷流朝下看的时候,亮度的增加让我们可以看到其他情况下可能会忽略的细节。”

GRB 110328A在被雨燕卫星发现之后几天又重复耀发了数次。这张图表给出了雨燕卫星X射线望远镜记录下的亮度变化。大图请点击 图片提供:NASA/Swift/Penn State/J. Kennea

亮度的增加称作相对论性集束效应,当物体以接近光速的速度几乎迎面飞驰而来的时候就会发生这一现象。

天文学家计划再次利用哈勃进行观测,看一看星系的核心亮度是否发生了变化。

NASA的戈达德中心管理着雨燕卫星和哈勃望远镜,NASA设在阿拉巴马州亨茨维尔(Huntsville)的马歇尔空间中心管理着钱德拉望远镜。哈勃空间望远镜是与欧洲空间局合作建造运营的。所有这三个任务的科研运转都有许多全国和国际合作者的参与。

 

译文登载在http://www.astron.ac.cn/bencandy-3-4770-1.htm

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