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2012-11-16

搜索历史文献中的光学瞬变源

归档于: 天文空间科学, 史海钩沉 @ 3:30 pm

前阵荷兰阿姆斯特丹大学的Richard Strom教授来访,作了一个颇有意思的报告,内容是关于光学瞬变现象的,以伽玛暴光学辐射为主,其中谈到在历史文献中搜索可能的瞬变现象一事,闻所未闻,索性记下一笔。

这个想法的起源是大名鼎鼎的肉眼伽玛暴GRB 080319B。这次爆发在瞬时辐射期间伴随有强烈的光学辐射,亮度达等,在良好的观测条件下是肉眼可见的。要知道这次爆发是发生在红移的地方,由此折算出的爆发总能量相当惊人。官方对这一事件的解释是双成分喷流,而且喷流中部速度最快的那个成分恰好正对地球,由此导致的多普勒增亮效应带来了所见的超高亮度。

GRB 080319B爆发时分的月相不赶巧,本身的亮度又只是肉眼将将可见,估计没有哪位人士足够幸运能亲眼目睹它,不过当时世界上所有的后续监测望远镜,但凡台址正逢黑夜且天公又作美的,毫无例外都捕获了这一罕见的事件(呃,至于ROTSE小组当天据说出了个很低能的笑话……但是虽然数据差得不能用,好歹人家也看到了不是?)。这次爆发的光学亮度至今仍是伽玛暴之冠,无出其右者。再往前追溯,其实光学波段亮的瞬时辐射到能够轻松观测到且让人眼前一亮的伽玛暴也屈指可数。

个中的原因是喷流快成分部分的张角只有0.5度左右,一般地球上观测者的视线很难直视其中,所以多普勒增亮效应一般不会很强。更有人根据现有爆发光学亮度的分布估计,GRB 080319B这种级别的事件大约每十年才会出现一遭。更进一步推断,如果亮度更高,达到3至5等的话,那么发生概率要低达每百年5次,如果是1至3等则是每百年3次。当然,迄今人们也没有看到过这样亮的爆发,否则天文界岂不是要炸开锅了?

既然亮暴发生率如此之低,对亮暴进行大样本统计研究就不是一时半会能够进行了,除非另寻他路,比如搜索历史文献中的记载。有说法是1978年11月中旬的一次伽玛暴的光学辐射就已经被拍摄了下来,不过因为当年谁也没有把它当作一回事,那个疑似光学对应体的身份一直不能被确定。此外似乎再没有听说过有类似的记录了。

如果不把视野局限在专业圈内,而是放眼业余观测记录呢?最佳搜索目标是流星观测报告,毕竟每天都有大量业余观测者在世界各地关注流星,他们观测时间长、覆盖天区广且普遍熟识星空,有异常自然会注意到。但是这条路也不是那么的好办,因为进入太空时代之后,大量人造航天器外加的太空垃圾的干扰会让研究者不知所措,前者也就算了,好歹轨道参数已知,计算它们会在何时何地出现还是有可能的,但是位置不明体积不明轨道参数不明的太空垃圾要如何处理才好?此外流星中还有一类很特殊的静止流星,它们的数量并不很少(曾经本人在狮子座流星雨爆发期间一夜之内目击过3、4颗),是径对观测者而来的,其表现只是突然增亮然后变暗,并不会拖出任何尾迹,考虑绝大多数流星迷并不清楚伽玛暴一类瞬变现象的光变性质,何况单凭肉眼也难以搞清光度在数秒内究竟是如何变化的,观测流星时就算用摄像机拍摄了天空影像,怕是也难以进行光变分析。

所以Strom教授把注意力投到了更古老的时代。他本人应该就算是中国通了,对中国历史的了解哪怕不算了如指掌也是知道了个八九不离十,由此自然想到了历史记载,从其中挖掘光学瞬变现象的记载,哪怕不能用于爆发本身的统计,本身也总是有趣的事情。众所周知,中国在古代拥有最为完善全面的持续天象记录,还有大批专门人员日夜监视天空。在中国合作者的帮助下,他从浩繁的卷帙中初步筛选出了两个可能的候选对象,其一发生在17世纪末,位于奎宿,呈白色,且持续达3晚之久。另一个是在19世纪中叶,呈红色,出现在东南方,持续了7分钟。

当时的记载并没有指明这两个候选对象的性质,而且从现在的认识来看,显然它们不会是超新星或新星,因为无论超新星还是新星都不会只持续如此短的时间。第一个候选对象也不可能是流星,流星无论再长也没有持续3晚的。有些超亮的流星出现的时间连带余迹在内确实可以长达半小时甚至更长,第二个的7分钟持续时间这样看来也合理。但问题在于,依本人的观测经验,持续半小时之久的流星虽然存在,但它们可是亮度直胜满月的火流星,同时是火流星又是静止流星的数量少之又少不说,要是天空中出现这么一个玩意,怕是记载就不止一条了;更何况不算余迹的话,流星本身是不会持续如此长时间的,余迹的弥散度又不可能让人把它跟流星混为一谈。

但是说它们是伽玛暴吗?第一个又有些不靠谱,至今也没有听说哪个爆发3天亮度还不显著下降的。而且现在发现的光学瞬变现象规律似乎是,亮度越高,持续时间越短,如此明亮的伽玛暴理应转瞬即逝。第二个倒不是没有可能,不过记载中的描述又是那么的不精确,古人说不准亮度也就算了,位置方面居然只用一个东南方就打发了,本人不清楚这条记录出处何在,倒是怀疑莫非它来自民间记载而非官方文献,而因为中国古代不许私习天文,所以普通人分不清何星何宿,只能凑合之?可是你好歹也要把地平高度给出来吧……

退一万步讲,假设这两个可疑事件都是起源于伽玛暴的(好吧,姑且不管第一个真的是伽玛暴的话,那该有多么的颠覆),区区两个事例离大样本统计也还很远。所以,挖掘历史文献这条路也是任重道远啊。其实说来动员现在的流星观测者积极从事光学瞬变现象的搜索倒是不错,不过如今这年代,应该也不需要他们的参与,专业界早就有人负责这方面事务了吧?

如果这两个事件都不是伽玛暴相关,又假定记载可靠的话,它们到底是什么?微引力透镜?其他不为人知的天文过程?还是更奇异的可能性?在天象发生几百年后的今天,谁又能确定呢,不过希望类似的现象日后还会出现吧,毕竟当前人们已经有了足够的技术和理论手段来确定所见的情景了。

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