高能与多信使天体物理

长伽马射线暴

当天文学家给许多伽马射线暴计时,发现它们的持续时长并不随机,而是分成两团。较长的那一团——持续超过约两秒、常常达几十秒的暴——就是长伽马射线暴。它们与单颗、极大质量恒星的死亡相联,也是两类中更常被探测到的一类。

首选模型是“坍缩星”:一颗质量为太阳几十倍的恒星燃料耗尽,其核心直接坍缩成一个黑洞。当周围的恒星向内坠落时,新黑洞周围形成一个旋转的盘,并射出一对几乎以光速钻出恒星的喷流。喷流内部的碰撞产生伽马射线;持续时间长,反映的是引擎持续进食的时长,大致是物质落入所需的时间。由于它们追踪着正在死去的大质量恒星,长暴出现在忙于恒星形成的星系里,并且就坐落在最活跃的恒星形成区附近。

长伽马射线暴之所以重要,是因为它们是最大质量恒星和黑洞诞生的路标,横跨整个宇宙都能看见——我们见过它们来自宇宙只有今天年龄百分之几的时候。许多长暴在几天后,同一位置还会伴随出现一颗超新星的光,把这些暴与大质量恒星的爆炸性坍缩直接联系起来。它们实际上就是最大恒星最明亮的葬礼信号弹。

1998 年,一次长伽马射线暴在几周后于同一地点伴随出现了一颗异常明亮的超新星——这是第一个有力证据,表明长暴正是大质量恒星坍缩成黑洞时的死亡呐喊,暴与超新星是同一场灾变的两副面孔。

持续几秒到几分钟的暴,来自一颗坍缩成黑洞的大质量恒星——一颗坍缩星。

长暴与短暴之间约两秒的分界是一个有用的粗略界线,而不是一条严格的定律——持续时间是有重叠的,天文学家是用暴的能谱和宿主星系、而不是单凭计时来确认它真正属于哪一族的。

又称
long GRBcollapsar burst长暴長暴