从恒星耀斑到伽马射线暴——看宇宙间那一场场盛大的“烟花表演”
两颗中子星碰撞(艺术图)。图片来源:英国华威大学
FRB18112旅行轨迹(艺术图)。图片来源:欧洲南方天文台
【今日视点】
◎本报记者 刘 霞
夜空看起来非常宁静,但用一台可在几天内扫描整个天空的望远镜凝视太空,我们就会见证一场场盛大的“烟花表演”:从恒星耀斑到伽马射线暴(GRB),从快速射电暴(FRB)到千新星,这些宇宙间盛大的“烟火”向我们展示宇宙极致绚丽的同时,也在向我们讲述着宇宙的奥秘。
恒星耀斑:活跃恒星的剧烈电磁喷发
中国科学院国家天文台研究员张承民向科技日报记者介绍说:“恒星耀斑是恒星大气中最剧烈的爆发现象之一,指恒星表面局部区域突然释放出极高能量的过程。在此过程中,恒星会在多个波段释放出强烈的电磁辐射,同时还会出现剧烈的高能粒子辐射。当太阳发生耀斑时,我们会看到其突然变亮,然后迅速恢复平静。类似的事情也发生在各种质量大小不一、温度和光度不同的恒星中。”
张承民解释道,科学家已经知道太阳耀斑出现的原因:构成太阳的旋转气体携带磁场,由于太阳外层的对流和太阳自转,使得这些气体不停地运动,磁力线不断被拉伸和纠缠。当这些磁力线彼此接触并合并时,会释放出大量能量,它加热太阳周围的大气层并使粒子加速运动,导致突然爆发。
有时,多余能量会将太阳的一些物质抛射出来,形成日冕物质抛射。在极端情况下,这些高能辐射物质会到达地球,与地磁场相互作用,还可能危及卫星甚至地面电力基础设施。因此,天文学家一直在密切监测太阳的爆发活动。
千新星:碰撞中子星产生的大爆炸
千新星是碰撞中子星产生的大爆炸。当两颗中子星围绕一个共同的质心运行时,系统会以引力波的形式释放能量。最终,两颗中子星相撞,科学家在电磁光谱的可见光、红外和伽马射线部分会看到强烈的闪光。
“千新星是近些年引入的天文学术语,因为其峰值亮度高达经典新星的1000倍。”张承民介绍说。
科学家对千新星的了解大多来自双中子星并合产生的引力波事件GW170817,其证实了一些关于千新星的假设。首先,它支持中子星并合产生短而强烈伽马射线爆发的观点;其次,它证明了这些并合会孕育出一些重元素:中子被吸收到原子核中,产生铂和金等重金属。
不过,这其中诸多细节仍然未知,中子星的“状态方程”仍然是天体物理学领域最大的“悬案”之一。
FRB:来自遥远他乡的神秘脉冲
2007年,天文学家首次发现了FRB,这是来自遥远星系的强大的无线电脉冲,持续时间为几毫秒。起初,他们很不解:什么事件能在几分之一秒内释放出与太阳辐射10万年一样多的能量?
2012年,又一个重复的FRB闯入天文学家的视野。截至2023年7月,人们总共观测到了675次FRB。
张承民指出:“FRB如此短暂、强烈和明亮,科学家认为,其源头的物质分布必须非常致密。而且,鉴于FRB呈极化状态,因此源头必须具有非常强的磁场。在此基础上,科学家普遍认为FRB是由被称为磁星的强磁化年轻中子星爆发而来。”
天文学家也一直在研究如何利用这些FRB,因为每个FRB脉冲都以无线电频率到达地球,根据高频和低频信号之间的时间延迟,科学家可推断出它们所到之处的一些特性。
GRB:宇宙中最明亮的闪光
张承民解释说,伽马射线是能量最高的光,GRB是人们见过的最亮、能量最高的瞬态光子爆发事件。它们可以持续几毫秒到几分钟。鉴于它们也经常在X射线、光学和无线电发射中“露出马脚”,科学家因此能研究它们的来源。
目前,科学家发现了两种不同的GRB。张承民说:“长GRB持续时间为2—60秒,被认为由核心坍塌的超亮超新星产生。这种坍塌形成了一个黑洞,将恒星的残余物搅成强大的喷流。”而短GRB持续时间不到2秒,与中子星和黑洞等致密物体的并合有关。
GRB不断给人类带来惊喜。2022年10月9日,天文学家发现了迄今最剧烈爆发的长GRB,并将其命名为BOAT,它可能是人类文明开始以来,宇宙向地球发射的最亮信号。
张承民说:“星辰日月高天际,雪散烟花遍海隅。这些绚丽的‘烟花’也是遥远宇宙派来的‘使者’,对其开展深入研究将有助我们进一步揭示宇宙的秘密。”
大家都在看
-
地球之最天文篇:最暗的恒星双子褐矮星 2008年12月,美国天文学家在银河系中发现了一对光线最微弱的双子褐矮星。这对褐矮星的亮度仅是太阳亮度的1/1000000。美国麻省理工大学的天文学家伯加瑟尔说:“这两颗恒星是迄今所有 天文之最05-01
-
恒星之最#天文科普视频 恒星之最。我们在地球上遥望深邃的夜空时,看到最多的便是恒星。恒星实际上都是发光的球状高温气体,一般来说恒星的体积和质量都比较大,它们通常存在于星系之中,每个星系都包含许多 天文之最05-01
-
地球之最天文篇:最快的人造飞行器 世界上最快的人造飞行器是大名鼎鼎的“新地平线号”探测器。它要踏上一段航程约50亿千米、时间长达9年半的漫漫征途。在发射升空大约45分钟后,“新地平线号”成功与运载火箭分离。它 天文之最04-30
-
粒子物理十大不可思议故事! 2023年让我们大开眼界的粒子物理学(高能物理学)故事以下是今年粒子物理学领域的 11 项重大进展。有史以来最亮的伽马射线暴,在其爆发后一小时左右斯威夫特 X 射线望远镜观测到它。( 天文之最04-11
-
强势围观!盘点史上最强天文学发现,你知道 空气里的氮元素,深入我们骨骼的钙,构成我们血肉之躯的碳元素……所有这些我们称之为“物质”的东西,都来自恒星的内部。正如浪漫主义的精辟描述,是星尘造就了我们!自创世之初,人 天文之最12-09
-
五个“历史之最”都是我国古代的骄傲,也是 今天闲来无事,小编给大家带来的是我国古代的五个“历史之最”,他们都是我国古代的骄傲,同时也是我们现在的骄傲。下面由小编带你们一起去看一看这五个历史之最究竟是什么样子吧,希 天文之最11-20
-
玛雅文明有多发达?其中他们的“天文历法” 玛雅文明,是现代分布于现今墨西哥东南部、危地马拉、洪都拉斯、萨尔瓦多和伯利兹国家的丛林文明。玛雅文明与印加帝国及阿兹特克帝国并列为“美洲三大文明”,这其中,阿兹特克帝国与 天文之最11-12
-
众所周知!金星是太阳系中最热的行星,那么 得名于罗马的爱与美丽之神维纳斯(Venus),金星是我们最亲密的邻居,同时也是夜空中仅次于月亮的第二亮天体。它有着与地球相似的大小和结构,上层为较薄的“地壳”,中间是流动的岩 天文之最11-12
-
盘点方寸之上的中国数学家,看看你了解多少 #妙笔生花创作挑战#数学是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科,是人类对事物的抽象结构与模式进行严格描述、推导的一种通用手段。在我国古代,数学被认为是一种实用 天文之最11-12
-
木星最亮时刻到来了!太阳系最大行星整晚可 木星是太阳系中最大的行星,体积是地球的1300多倍,它看上去最亮的时刻有多亮?现在就可以感受一下了!2023年11月3日,木星冲日将在天幕中上演,这时正是木星看上去最亮的时刻。所谓 天文之最11-12
相关文章
- 震撼新图揭示太阳系最大峡谷,比肩火星巨峰
- 天文科普:夜空中最亮的星星是哪颗?
- 【2023东欧行(27)】布拉格天文钟
- 世界上密度最大的10种物质,中子星1亿吨/立
- 易经名词解释:两仪、三才、四象、六合、七
- 天文学家探测到最遥远和能量最大的射电爆发
- 天文学家对未知物体记录到的最强大爆炸感到
- 他或许是史上最博学的宰相,当官之余一项发
- 关于十大罕见天文现象!古代传说中的九星连
- 为什么天文那么深奥却最适合给小朋友们科学
- 目前已知宇宙中温度最高恒星,大约是太阳37
- "一年中最美丽的之一":黄方座流星雨即将达
- 古希腊天文学:突然出现突然“大成”,中国
- (科技)天文学家发现迄今最遥远的快速射电
- 宇宙中终极劳模——脉冲星
- 真的是涨知识了,中国历史之最,父母一定替
- “和尚”也疯狂,我国历史上最牛的天文学家
- 天文学家发现迄今最遥远的快速射电暴,宇宙
- 中子星:宇宙中最奇特的天体#天文知识科普
- 宇宙中最神秘的天体!白洞真的存在吗?
热门阅读
-
太阳系八大行星排列顺序,水金地火木土天海 07-13
-
九星连珠是什么现象,九大行星在太阳一侧连 03-21
-
火星一个太阳日是几天,火星自转周期:24小 03-22
-
彭罗斯阶梯是个走不完的楼梯,用二维视角呈 07-13
-
龙生九子名字及图片 传说龙生性最淫生下九 07-13
-
蓝色月亮是什么现象,一种罕见的天文现象( 03-21
-
世界最大的十颗小行星:灶神星直径达525千 08-02
-
半老徐娘指多少岁?徐娘忍受不了折磨选择自 07-13