高能與多信使天體物理

長伽馬射線暴

當天文學家給許多伽馬射線暴計時,發現它們的持續時長並不隨機,而是分成兩團。較長的那一團——持續超過約兩秒、常常達幾十秒的暴——就是長伽馬射線暴。它們與單顆、極大質量恆星的死亡相聯,也是兩類中更常被探測到的一類。

首選模型是「坍縮星」:一顆質量為太陽幾十倍的恆星燃料耗盡,其核心直接坍縮成一個黑洞。當周圍的恆星向內墜落時,新黑洞周圍形成一個旋轉的盤,並射出一對幾乎以光速鑽出恆星的噴流。噴流內部的碰撞產生伽馬射線;持續時間長,反映的是引擎持續進食的時長,大致是物質落入所需的時間。由於它們追蹤著正在死去的大質量恆星,長暴出現在忙於恆星形成的星系裡,並且就坐落在最活躍的恆星形成區附近。

長伽馬射線暴之所以重要,是因為它們是最大質量恆星和黑洞誕生的路標,橫跨整個宇宙都能看見——我們見過它們來自宇宙只有今天年齡百分之幾的時候。許多長暴在幾天後,同一位置還會伴隨出現一顆超新星的光,把這些暴與大質量恆星的爆炸性坍縮直接聯繫起來。它們實際上就是最大恆星最明亮的葬禮信號彈。

1998 年,一次長伽馬射線暴在幾週後於同一地點伴隨出現了一顆異常明亮的超新星——這是第一個有力證據,表明長暴正是大質量恆星坍縮成黑洞時的死亡吶喊,暴與超新星是同一場災變的兩副面孔。

持續幾秒到幾分鐘的暴,來自一顆坍縮成黑洞的大質量恆星——一顆坍縮星。

長暴與短暴之間約兩秒的分界是一個有用的粗略界線,而不是一條嚴格的定律——持續時間是有重疊的,天文學家是用暴的能譜和宿主星系、而不是單憑計時來確認它真正屬於哪一族的。

又稱
long GRBcollapsar burst长暴長暴