機器1718 2022-08-23

網友提問

：在關於伽馬射線暴的新聞中，我瞭解到目前人們的的看法是：它們是由超大型恆星變成超新星引起的，但其核心卻坍塌成黑洞而不是中子星。伽馬射線需要多大質量的恆星才能實現這一點？10倍太陽的質量？20 倍？或者更多？

在過去的幾年裡，已有確鑿的證據表明至少有一些伽馬射線暴與超新星有關。一些伽馬射線暴被觀察到在較長的波長中有“餘輝”——也就是說，首先你會觀察到伽馬射線，然後是x射線，然後是紫外線，然後是可見光。超新星通常由它們的光學“光變曲線”來識別，也就是光隨時間變化的方式。當天文學家記錄了一些伽馬射線暴的餘輝並在光變曲線中看到了超新星的清晰特徵時，確鑿的證據出現了。

這絕對是個大事件，因為還有別的理論聽起來也很有說服力。當然，這並不意味著所有的伽馬射線暴都是由超新星引起的——伽馬射線暴因其自身光變曲線的易變性而臭名昭著，有時甚至看起來像是關掉然後又以一種奇怪的方式重新開啟。

圖解：s02e086 伽馬射線暴——【2049日報】

引起伽馬射線暴的超新星是一種特殊的超新星，它們被稱為超超新星，這種超新星在“沃爾夫-拉葉”恆星死亡的時候誕生。沃夫-拉葉星溫度極高且質量極大，偶爾還會剝離它們的外殼。誕生時，一顆“沃爾夫-拉葉”恆星的質量大約是20-30個太陽的質量，但死亡時，它的質量將下降到大約10個太陽的質量。超超新星與普通超新星的區別在於它所獲得的額外衝擊不同。

超超新星核心坍縮形成黑洞，然後向外噴射物質（這是另外一個謎——但噴流需要在那裡帶走角動量並防止黑洞旋轉過快）。然後這些噴流猛烈撞擊恆星的外層物質，產生極高的溫度併發射出伽馬射線。隨著噴流離黑洞越來越遠，它們遇到的物質密度也越來越小，因此它們發出的輻射能量越來越低，波長也越來越長——這就是我之前提到的餘輝輻射。

圖解：伽馬射線暴

圖解：這張伽馬射線暴的X射線餘輝由NASA（美國宇航局）的錢德拉X射線天文臺於2001年7月12日拍攝，圖源：NASA/GETTY IMAGES

伽馬射線暴也可以來自於中子星的合併。中子星體積非常小，密度卻非常大（大約一個城市的大小，但是卻有著一個太陽的質量），所以你可以想象兩個中子星相撞會釋放出大量的能量！中子星的合併已經被預測為短伽馬射線的爆源（伽馬射線暴只有不到兩秒的時間），但直到2018年，鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）才探測到兩顆中子星合併產生的引力波，同時費米衛星探測到了伽馬射線暴，證實了中子星合併可以產生短伽馬射線暴。

圖解：雙中子星合併引力波

相關知識延伸閱讀

在伽瑪射線天文學中，伽瑪射線暴（GRBs）是在遙遠的星系中觀察到的一種能量極高的爆炸現象。它們是宇宙中已知的最明亮的電磁事件。其爆發可以持續10毫秒到幾個小時。在最初的伽瑪射線閃光之後，存在時間更長的“餘輝”通常以較長的波長髮射出來（比如X射線、紫外線、光學、紅外線、微波和無線電）。

圖解：超新星爆炸會產生強大的輻射閃光,也被稱為伽馬射線發作。

大多數觀測到的伽馬射線的強烈輻射被認為是超新星或者超亮超新星作為大質量恆星內爆形成中子星或黑洞的時侯釋放出來的。

超新星爆發後形成中子星或黑洞，從而出現的明亮x射線源。

伽馬射線暴的一個子類——“短”爆發，似乎來自巨新星（雙中子星合併）。在這些“短爆發”中觀察到爆發的原因可能是因為恆星的外殼和核心之間的共振，由於巨大的潮汐力它們在短短几秒鐘內就經歷了猛烈碰撞，進而導致了整個恆星的外殼破裂。

參考資料

1。Wikipedia百科全書

2。天文學名詞

3。

停雲-

Sara Slater

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