伽玛射线暴是由恒星坍缩的磁场驱动的吗?

艺术家对恒星坍缩后瞬间伽马射线爆发的印象。资料来源：巴斯大学

当遥远星系中的一颗大质量恒星坍缩形成黑洞时，两股巨大的发光等离子体从其核心喷射而出。这些极其明亮的伽马暴(grb)是宇宙中最强大的爆炸，当喷流指向地球时，余辉可以通过地面和太空望远镜探测到。物质不是简单地从一颗爆炸的恒星弹射出来，而是沿着伽马射线喷射的窄束加速到超高速度，这让天体物理学对驱动这些非凡爆炸的能量来源感到困惑，现在，巴斯大学领导的一项新的国际研究有望揭示这一神秘现象。

许多天文学家倾向于基于重子射流模型来解释grb，这一理论认为，在爆炸过程中爆炸的物质与垂死恒星周围的物质之间不断发生剧烈碰撞，产生了伽玛射线闪光和随后的余辉——膨胀的火球的余烬。

另一种假设称为磁模型，假设恒星中一个巨大的原始磁场在最初的爆炸后几秒钟内崩塌，释放能量来驱动巨大的爆炸。

现在，一个国际研究小组第一次发现了支持这种磁性模型的证据，巴斯天体物理学家与来自英国、意大利、斯洛文尼亚、俄罗斯、南非和西班牙的研究人员合作，研究了45亿光年外星系中一颗大质量恒星坍塌的数据，美国宇航局的尼尔·盖勒斯·斯威夫特太空望远镜发现了这颗恒星的伽马射线闪光(名为GRB 190114C)，并提醒他们注意它的崩溃。

研究人员注意到，在恒星坍缩后的瞬间，伽马射线爆发的极化程度低得惊人，这表明恒星的磁场在爆炸中被破坏了。

天体物理学杂志论文的主要作者，同时也是Hiroko和Jim Sherwin天体物理学研究生奖学金获得者的Nuria Jordana-Mitjans说:“从以前的研究来看，我们希望在爆炸后的头100秒内探测到高达30%的极化现象，我们感到惊讶的是，在爆炸后不到一分钟的时间内，它的测量值仅为7.7％，随后突然下降至2％。”

她补充说：“这告诉我们，在爆炸后，磁场灾难性地直接崩溃，释放它们的能量，为电磁波谱中探测到的亮光提供能量。”

GRB是由绕地球轨道运行的专用卫星探测到的，但是没有人能够预测GRB将在何时何地出现，因此科学家们依靠自主的快速反应机器人望远镜来捕捉快速衰减的余辉光，在美国宇航局发现GRB 190114C几秒钟后，位于加那利群岛和南非的机器人望远镜收到了美国宇航局的发现通知并重新定位，在发现GRB后不到一分钟，望远镜就开始收集有关辐射的数据。

卡罗尔蒙代尔教授巴斯大学的天体和这项研究的合著者说：“我们的创新的望远镜系统完全自主，没有人类的循环，所以他们很快转向，开始观察几乎立即伽马线暴后发现的雨燕卫星。”

蒙代尔教授继续说：“我们能在舒适的家中发现原始磁场对遥远星系中宇宙爆炸的重要性，这是很了不起的。”

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