在浩瀚宇宙中,某些劇烈爆炸幾乎不留痕跡,其初始階段難以被直接觀測,但科學(xué)家們通過研究它們在周圍環(huán)境中留下的“回響”,得以揭開這些神秘事件的面紗。近期,一項發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上的研究,為我們呈現(xiàn)了迄今為止最清晰的此類隱匿爆發(fā)案例之一:一次強伽馬射線暴的無線電余輝,其初始階段此前從未被探測到。
伽馬射線暴是宇宙中極為強烈的高能輻射噴流,盡管持續(xù)時間短暫,但在數(shù)秒內(nèi)釋放的能量相當(dāng)于太陽整個生命周期的總輻射量。這類爆發(fā)通常源于大質(zhì)量恒星生命終結(jié)時的坍縮過程,最終形成黑洞。然而,由于噴流方向的不確定性,只有當(dāng)其輻射朝向地球時,我們才能觀測到初始的閃光;若方向背離,則只能捕捉到逐漸衰減的余輝。
這種被稱為“孤兒余輝”的現(xiàn)象,雖早在數(shù)十年前便被理論預(yù)測,但實際觀測卻極為困難。由于缺乏初始高能閃光的指引,天文學(xué)家需在廣闊的天區(qū)中搜尋,難度堪比大海撈針。然而,近期的一次發(fā)現(xiàn)打破了這一僵局。
研究人員在ASKAP望遠鏡開展的RACS巡天中,探測到一個射電余輝的增亮現(xiàn)象。該源迅速釋放出相當(dāng)于數(shù)千億顆恒星總射電輻射的能量,隨后開始緩慢變暗,且持續(xù)可探測時間超過1000天。這種行為與大多數(shù)射電暫現(xiàn)源截然不同,后者通常演化迅速或反復(fù)爆發(fā),而該源則表現(xiàn)為一次極其強烈爆炸后的持久余波。
這一罕見暫現(xiàn)源位于一個距離地球約17億光年的星系中。該星系體積較小但亮度較高,結(jié)構(gòu)不規(guī)則且處于活躍的恒星形成階段,是極端恒星事件的天然發(fā)生場所。爆炸位置偏離星系中心,位于一個致密的恒星形成區(qū)內(nèi)部,可能屬于核星團。這一環(huán)境特征引發(fā)了關(guān)于何種條件能夠孕育如此強大宇宙事件的新疑問。
除了伽馬射線暴的孤兒余輝解釋外,研究人員還提出了另一種可能性:一顆恒星被中等質(zhì)量黑洞撕裂。這類黑洞質(zhì)量介于恒星殘骸型黑洞與超大質(zhì)量黑洞之間,屬于稀有類別。若這一解釋得以證實,這將成為該類型現(xiàn)象的首個實例,其科學(xué)意義不亞于孤例伽馬射線暴的發(fā)現(xiàn)。
無線電波作為探索宇宙的重要工具,此次發(fā)現(xiàn)不僅揭示了隱匿爆發(fā)的存在,也為研究宇宙演化提供了新線索。借助相同的方法,科學(xué)家們希望發(fā)現(xiàn)更多此類孤立余輝,逐步構(gòu)建伽馬射線暴整體種群的完整圖景,包括那些未以明亮閃光宣告自身存在、卻悄然存在于射電天空中的“幽靈”事件。
宇宙的奧秘遠未被完全揭開。從可觀測范圍看,宇宙包含至少兩千億個星系,每個星系又由數(shù)以百億計的恒星組成。現(xiàn)代天文學(xué)通過電磁波、引力波與中微子等多種信使,不斷拓展對宇宙深層結(jié)構(gòu)與早期歷史的認知邊界。然而,暗物質(zhì)與暗能量的本質(zhì)、量子力學(xué)與廣義相對論的統(tǒng)一、以及宇宙是否唯一等問題,仍是待解的科學(xué)謎題。












