高能与多信使天体物理

短伽马射线暴

伽马射线暴持续时长里的另一团,就是短暴——持续不到约两秒、有时只有几百分之一秒的闪光。正因为它们结束得太快,要精确研究反而更难,但结果它们来自与较长的同类截然不同的东西:不是单颗濒死的恒星,而是两具恒星遗骸的暴烈结合。

公认的成因是两颗中子星(或一颗中子星和一个黑洞)的并合。两具超致密的恒星残骸,各自比太阳还重,体积却只有一座城市那么大,在数百万年里相互盘旋靠拢,然后在最后几分之一秒里相撞。这次相撞能形成一个被炽热盘环绕的黑洞,盘射出短促而快速的喷流——产生一次短伽马射线暴。由于引擎几乎瞬间耗尽,闪光便很短。而且由于这类并合可以在恒星形成早已结束之后才发生,短暴常常出现在较年老、较安静的星系里,这与长暴不同。

短伽马射线暴在 2017 年成为现代天体物理最重要的天体之一,那一年一次中子星并合被同时以引力波和一次短暴捕获。这单单一次事件确认了并合模型,表明这类相撞能锻造出金、铂这样的重元素,并让天文学家把引力的速度与光速作了比对。短暴是火花;引力波则是关于谁点燃了它的证明。

2017 年 8 月 17 日,引力波探测器感受到两颗中子星盘旋并合;1.7 秒后,伽马射线卫星从同一片天空捕到一次短暴。这是第一次,一次短伽马射线暴有了一个我们还能通过时空结构感受到的、得到确认的成因。

不到两秒的闪光,来自两颗中子星的并合——2017 年由引力波确认。

并非每一次短暴都已完全锁定——单凭持续时间可能误导,有些来自中子星与黑洞的配对,而非两颗中子星。但 2017 年的多信使事件,使并合图景成为坚实首选的解释。

又称
short GRBmerger burst短暴短暴