宇宙史上最强爆炸震撼天文界：GRB 250702B挑战恒星死亡理论

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https://phys.org/news/2025-10-webb-grb-250702b-energetic-cosmic.html#google_vignette

2025年7月2日，美国宇航局费米伽马射线太空望远镜捕捉到了一个前所未有的宇宙现象——一次持续整整24小时的伽马射线暴，编号为GRB 250702B。这一发现不仅刷新了伽马射线暴持续时间的纪录，更在詹姆斯·韦伯太空望远镜的后续观测确认下，被证实为人类有记录以来能量最大的宇宙爆炸事件。这一发现正在颠覆天文学家对恒星死亡过程的传统认知，为宇宙中最极端物理现象的研究开辟了全新领域。

传统理论认为，伽马射线暴是宇宙中最猛烈的爆炸现象，通常在大质量恒星核心坍缩形成黑洞时产生，或者源于两个致密天体如黑洞或中子星的合并过程。这些爆炸虽然能量巨大，足以在短时间内超越整个星系的亮度，但持续时间极短，从几毫秒到几分钟不等。然而GRB 250702B的出现彻底打破了这一常规认知框架。

韦伯望远镜的精密测距结果显示，这次爆炸发生在极其遥远的宇宙深处，其释放的能量远超此前观测到的任何宇宙事件。更令人困惑的是，天文学家在爆炸发生地附近并未发现预期中的明亮超新星现象。按照现有理论，长持续时间的伽马射线暴应该伴随着大质量恒星的超新星爆发，但GRB 250702B似乎违背了这一基本规律。

观测数据揭示的异常特征

GRB 250702B 宿主星系的空间分辨特性和超新星极限。图片来源：arXiv （2025）。DOI：10.48550/arxiv.2509.22778

GRB 250702B的异常特征远不止持续时间和能量释放规模。韦伯望远镜的光谱分析揭示，这次爆炸的宿主星系呈现出与典型伽马射线暴环境截然不同的特征。该星系规模庞大，富含大量尘埃，这与以往观测到的伽马射线暴宿主星系形成鲜明对比。

历史观测数据表明，伽马射线暴通常发生在小型、年轻的恒星形成星系中，这些星系的环境相对简单，尘埃含量较低。而GRB 250702B所在的星系环境复杂程度远超预期，这一发现暗示着星系环境可能在产生异常伽马射线暴的过程中发挥着关键作用。

研究团队在arXiv预印本服务器发表的论文中指出，尽管他们进行了细致的搜索，仍未能在爆炸附近发现明亮的超新星信号。不过，研究人员并未完全排除超新星存在的可能性，认为较暗的超新星可能被宿主星系中的厚重尘埃所掩盖，导致观测困难。

能量计算结果令人震惊。基于韦伯望远镜精确测定的距离参数，天文学家计算出GRB 250702B释放的总能量创下历史新高。这一数值已经接近标准恒星坍缩模型所能解释的理论上限，但尚未完全超出现有物理框架的承受范围。

理论挑战与新假说

面对GRB 250702B带来的观测事实，天文学家不得不重新审视现有的伽马射线暴产生机制理论。研究团队提出了几种可能的解释模型，每一种都指向着极端而罕见的宇宙现象。

第一种假说认为，这可能是一次极其异常的恒星坍缩事件。传统的恒星坍缩模型假设大质量恒星在燃料耗尽后迅速坍缩，形成黑洞并产生短暂而剧烈的伽马射线暴。但GRB 250702B的长持续时间暗示着坍缩过程可能比预期更加复杂和缓慢，涉及到尚未完全理解的物理机制。

另一种更具革命性的假说提出，GRB 250702B可能源于黑洞对小质量恒星的潮汐撕裂事件。当恒星过于接近超大质量黑洞时，强大的潮汐力会将恒星撕成碎片，物质在螺旋下落过程中释放巨大能量。这种机制虽然能够解释长持续时间，但要产生如此巨大的能量输出，需要极其特殊的条件配合。

第三种可能涉及到更加奇特的天体物理过程，比如原始黑洞的蒸发或者暗物质湮灭等。虽然这些现象在理论上是可能的，但在观测上极其罕见，需要更多证据支持。

宿主星系的异常特征为环境因素假说提供了重要支持。复杂的星系环境可能为产生异常伽马射线暴创造了独特条件。高尘埃含量、活跃的恒星形成活动以及复杂的磁场结构都可能影响爆炸的演化过程和能量释放模式。

未来研究方向与科学意义

GRB 250702B的发现为多个天文学研究领域开辟了新的方向。首要任务是继续搜寻可能被掩盖的超新星信号。天文学家计划使用多种波段的观测设备，特别是红外望远镜，试图穿透尘埃屏障，寻找超新星的蛛丝马迹。

长期余辉监测也是重要研究内容。伽马射线暴的余辉能够提供关于爆炸机制和周围环境的宝贵信息。通过跟踪GRB 250702B余辉的演化过程，科学家希望能够更深入地理解这一异常事件的物理本质。

理论模型的发展同样重要。现有的数值模拟和理论框架需要扩展和修正，以便能够解释GRB 250702B的各种异常特征。这可能涉及到恒星演化、黑洞物理、星系环境影响等多个方面的理论突破。

从更广阔的科学意义来看，GRB 250702B的发现提醒我们，宇宙中仍然存在着许多未知的极端现象等待探索。每一次观测技术的进步都可能带来颠覆性的发现,推动我们对宇宙本质认识的不断深化。

这一发现也突出了现代天文观测设备合作的重要性。从费米望远镜的初始发现到韦伯望远镜的精密后续观测，不同设备的协同工作为揭示宇宙奥秘提供了强有力的技术支撑。随着更多先进观测设备的投入使用，类似GRB 250702B这样的罕见事件可能会被更频繁地发现,为天体物理学研究提供更丰富的观测样本。