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原始光学观测数据 科学家揭秘“长短暴”起源

研究表明此类爆发形成了“宇宙黄金制造厂”

2015年06月18日08:42    来源:中国科学报    手机看新闻
原标题:科学家揭秘“长短暴”起源——研究表明此类爆发形成了“宇宙黄金制造厂”

  研究表明此类爆发形成了“宇宙黄金制造厂”

  6月17日,记者从中科院紫金山天文台获悉,由该天文台领衔的国际合作研究组通过对“长短暴”GRB 060614相关观测数据进行系统分析,首次在该类型伽马暴中发现了巨新星信号,从而揭开了“长短暴”的起源之谜,并表明此类爆发是重元素如黄金、白银、铀等的起源地。相关成果发表于最新一期的《自然—通讯》杂志。

  天文观测数据表明,宇宙中可见物质质量的73%以氢原子的形式存在,25%以氦原子的形式存在,剩下约2%则由其他元素组成。现有观测研究发现,氢、氦以及少量的锂来自宇宙诞生初期的大爆炸核合成过程,碳、氧、氮、硫、铁等更重的元素则是由恒星内部核反应产生。比铁更重的元素,即“超铁元素”的起源目前尚不清楚。该问题被美国国家研究理事会宇宙物理学分会列为21世纪的11大待解之谜之一。

  1974年,美国科学家提出,中子星碰撞过程的抛射物中会形成大量的超铁元素。自1998年以来,科学家发现,抛射物将产生亮度达到太阳一亿倍的光学、红外爆发现象,并称其为“巨新星”。同时,科学家普遍认为,中子星合并会产生一类持续时间短于两秒的伽马暴,即短暴。而持续更长的伽马暴,通常和大质量恒星的死亡有关并伴随明亮的超新星辐射。2013年,欧美科学家首次在持续时间仅0.2秒的GRB 130603B中发现了巨新星的信号,这证实了短暴来自中子星碰撞过程并且是超铁元素的起源地。

  据中科院紫金山天文台研究员韦大明介绍,2014年年初,由紫金山天文台领衔的国际合作组把目光转向了颇具争议的伽马暴GRB 060614。这颗伽马暴于2006年被发现,也是距离地球最近的伽马暴之一。GRB 060614持续时间达到102秒,但其他各种特征和短暴类似,这给伽马暴分类造成极大的困惑。后来,该类型暴被命名为“长短暴”,但其起源未知。

  该项研究重新分析了GRB 060614的原始光学观测数据,发现了巨新星信号。专家认为,该研究表明,GRB 060614本质上属于短暴,澄清了困惑伽马暴研究界长达9年的“长短暴”起源谜题。这也是首次在“长短暴”中发现“巨新星”,表明经典“短暴”与所谓的“长短暴”都是形成超铁元素的重要场所,为揭示宇宙中重元素的起源提供了新线索。(记者甘晓)

(责编:许景(实习生)、马丽)


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