宇宙最极端的神秘闪光：能量一秒钟内令整个星系黯然失色
据国外媒体报道 ， 宇宙中充满了明亮的光 ， 跨越了整个电磁光谱 。 尽管这些光绝大部分来自像太阳这样的恒星 ， 但我们也经常会看到一些短暂而明亮的闪光 ， 甚至比整个星系本身还要亮 。 其中一些最亮的闪光被认为是在剧烈变化的事件中产生的 ， 比如大质量恒星的死亡 ， 或者两颗恒星残骸——比如中子星——的碰撞 。
长期以来 ， 科学家一直在研究这些明亮的闪光 ， 即所谓的“瞬变”（transients） ， 以了解恒星的死亡和后续变化 ， 以及宇宙的演变 。
有时候 ， 天文学家会遇到一些与预期不符的瞬变现象 ， 这让长期预测各种瞬变现象的理论研究者感到十分困惑 。 2014年10月 ， 在美国国家航空航天局（NASA）钱德拉X射线空间望远镜对南方天空进行的一项长期监测中 ， 研究人员发现了被称为CDF-S XT1的神秘瞬变 ， 其明亮状态可持续数千秒 。 CDF-S XT1在X射线中释放的能量相当于太阳在10亿年多的时间里所释放的能量 。 自这项最初发现以来 ， 天体物理学家已经提出了许多假说来解释这一瞬变现象 ， 然而直到现在仍没有定论 。
在最近的一项研究中 ， 澳大利亚天体物理学家团队发现 ， 对CDF-S XT1的观测结果与之前所预测的来自高速（接近光速）射流的辐射测相符 。 这种“外流”只能在极端的天体物理条件下产生 ， 比如一颗恒星被一个巨大黑洞撕裂并最终坍塌 ， 或者是两颗中子星的碰撞 。
研究发现 ， CDF-S XT1所释放的辐射很可能是两颗中子星合并产生的 。 这一发现使CDF-S XT1类似于2017年的一项重大发现：GW170817 。 GW170817是激光干涉引力波天文台（LIGO）和室女座干涉仪（VIRGO）在当年8月17日观测到的引力波事件 ， 出自两颗中子星的合并 ， 而在此之前的数次引力波事件都出自于两个黑洞的碰撞 。 CDF-S XT1与地球的距离是GW170817的450倍 ， 这个巨大的距离意味着这种合并发生在宇宙历史的早期；这也可能是迄今为止观测到的最远的中子星合并 。
发生碰撞并合并的中子星是宇宙中产生金、银、钚等重元素的主要场所 。 由于CDF-S XT1在宇宙历史的早期就出现了 ， 因此这一发现将有助于加深研究者对地球化学丰度和元素的理解 。
【宇宙最极端的神秘闪光：能量一秒钟内令整个星系黯然失色】在更近的2020年1月 ， 对另一个瞬变AT2020blt的观测——主要是通过兹威基瞬态设施完成的——也令天文学家感到困惑 。 该瞬变的光就像大质量恒星坍塌时高速流出的辐射 。 这种外流通常会产生能量更高的伽马射线 ， 但这一次 ， 它们从数据中消失了 ， 没有被观测到 。 天文学家推测 ， 这些伽马射线的缺失可能有以下三种原因：（1）伽马射线并没有产生；（2）伽马射线的方向远离地球；（3）伽马射线太过微弱 ， 以至于观测不到 。
在另一项研究中 ， 表明AT2020blt可能确实产生了指向地球的伽马射线 ， 只是它们非常微弱 ， 被目前的探测仪器忽略了 。 结合其他类似的瞬变观测结果 ， 这种解读意味着我们正开始理解这个谜团 ， 即在整个宇宙的剧烈爆发事件中 ， 伽马射线是如何产生的 。
这类明亮瞬变现象被统称为伽玛射线暴 ， 包括CDF-S XT1、AT2020blt和AT2021any等 ， 它们所产生的能量足以在一秒钟内令整个星系黯然失色 。
即便如此 ， 对宇宙另一端所探测到的高能辐射还缺乏了解 ， 其精确机制还是未知的 ， 这两项研究探索了一些迄今为止探测到的最极端的伽马射线暴 。 随着进一步的研究 ， 我们将能够最终回答一个思考了几十年的问题：伽马射线暴究竟是如何发生的？
瞬变天文事件
瞬变天文事件是指持续时间极短的天文事件 。 当然 ， 为了区别天文学上最常遇到的动辄上亿年的天文演变过程 ， 持续时间从几秒到若干年的现象都可能被称为瞬变天文事件 。 典型的瞬变天文事件包括超新星和伽马射线暴等 。 尽管这类现象一直受到天文学家的关注 ， 但由于技术原因 ， 对瞬变天文事件的研究直到近几十年才有较大进展 。
在望远镜被广泛应用于天文研究后 ， 尽管人们因此能够看到更暗的天体 ， 但由于望远镜较小的视场 ， 且越大口径的望远镜通常视场越小 ， 使得发现亮度较低的瞬变天文事件依然十分困难 。 近几十年来 ， 随着望远镜技术的飞速发展 ， 天文学家得以观测到大量的瞬变天文事件 。 著名的探测瞬变天文事件的设备包括帕洛马瞬变设施、雨燕卫星、泛星计划、卡塔娜莉瞬变源巡天等 ， 以及瞬变源巡天项目包括兹威基瞬变设施和大型巡天望远镜等 。
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