一个诡异的黑洞钻进恒星身体，然后吃掉了它

这是科学家对今年7月2日一次奇特伽马暴的一种解释。

艺术家描绘的一个恒星级黑洞，正在吞噬它的伴星。这是科学家对今年7月2日一次奇特伽马暴的一种解释。该次伽马暴持续了7个小时。一种可能是，黑洞进入恒星内部，由内而外地迅速吞噬了它，并释放出强烈的伽马射线。

NASA / LSU / Brian Monroe

天文学家今年7月2日发现了一个极为异常的现象。他们侦测到了一个来自80亿光年外的神秘伽马射线暴，其产生的强烈伽马射线信号持续了约7个小时之久，竟没有一台望远镜能够从头到尾跟踪完它。而在经过深入的分析之后，人们发现它的产生源头更是个谜，仅有的几种可能性都可以用匪夷所思来形容。

伽马射线暴（GRB）简称伽马暴，是一种让人困惑的自然现象。它们是已知最剧烈的能量爆发事件，能够在短短几秒至几分钟内释放出太阳一生释放能量的总和。因其主要的能量释放方式为强烈的高能光子亦即伽马射线闪光而得名。

到目前为止天文学家已经侦测到大约15000个伽马暴，几乎每天一个。但它们依然极具神秘色彩。伽马暴的持续时间通常只有几毫秒或几分钟，很少有超过几小时的。

持续时间大于2秒的伽马暴通常源自超新星爆发。大质量恒星生命终结爆发之时，会产生狭窄的高能“超相对论（ultrarelativistic）”喷流。狭窄的喷流要扫过地球才能被侦测到，因此被发现的这类伽马暴极少。迄今为止观测到的所有伽马暴都来自遥远的河外星系。

而这个名为GRB 250702B的伽马暴持续时间竟然长达7个小时之久，是之前最长伽马暴持续时间的几乎两倍，没有一台望远镜能够独立完成对它的全程跟踪观测。而研究人员在深入分析了这个伽马暴之后发现，它的成因是个谜，不属于任何已知的高能瞬变现象。

天文学家动用了多台望远镜来寻找这一事件的源头。凯克、双子座和VLT的观测结果都指向它来自一个遥远的河外星系。而哈勃的观测表明其所在的星系看上去可能正在和另一个星系合并，星系核心被一条黑暗的尘埃带一分为二。

人们动用韦布望远镜上的近红外相机进行了观测，结果清楚地看到了爆发产生的强光正在穿透星系中的尘埃带。

韦布望远镜拍摄的伽马暴GRB 250702B宿主星系。韦布的数据排除了星系中心超大质量黑洞是该次伽马暴产生原因的可能。

NASA / ESA / CSA / H. Sears (Rutgers) / A. Pagan (STScI)

研究人员发现，这次爆发异常剧烈，释放的能量相当于1000个太阳在100亿年中持续释放的能量总和。而这个星系距离我们极为遥远，当80亿年前爆发产生的强光开始传播时，我们的太阳系和地球都还远未存在。

天体物理学家认为大部分伽马暴是大质量恒星爆发成为超新星时触发的。这些事件始于强烈的伽马射线爆发，随后会出现较低能的X射线余辉和其他辐射，并持续数天之久。

此次Swift天文台、钱德拉天文台和NuSTAR天文台均对伽马暴进行了观测，并在主爆发生后继续监视其X射线辐射。结果发现，在爆发后两天内，依然会出现快速的闪爆现象（耀斑），整个过程持续时间之长远超预期。

研究人员称，这些耀斑的形成，应当源于黑洞持续积吸推动的物质外流，但该过程持续之长，远超标准伽马暴模型的解释能力。观测结果发现，在该事件的后期，依然会出现X射线耀斑，表明爆发的源头始终在释放能量。如果该事件由黑洞引起，表明其在初始喷发后至少数日内一直在持续地吞噬物质。

令研究人员感到困惑的是，GRB 250702B在伽马暴发生之前就已经出现了X射线辐射的征兆。这或许能为破解这一神秘事件提供线索。

该事件的独特之处还包括，多数伽马暴发生在小星系中，而GRB 250702B的宿主星系非常巨大——它的质量是银河系的两倍多。

针对此次伽马暴的成因，研究人员目前提供了两种可能的解释。这两种解释都与黑洞有关。其一是，一个质量相当于数千个太阳，半径仅为地球几倍的中等质量黑洞，由于过于接近一颗恒星，而将这颗恒星拉成了“面条”。恒星随后被黑洞迅速吞噬。这是一个典型的潮汐瓦解事件，独特之处在于，这个黑洞的质量比一般的恒星级黑洞大得多。

第二种可能是，那里有一个质量大约相当于3个太阳，直径只有约18公里的恒星级黑洞。这个黑洞有一颗伴星，这颗伴星的质量和黑洞相近，但它比太阳小得多。这颗伴星之所以小，是因为它是一颗氦星，它原本包含的外层氢已被剥离。在这种情况下，黑洞会进入恒星内部，从内部迅速吞噬恒星，并在此过程中触发伽马暴。这本质上也是一次潮汐瓦解事件，但更特别。

无论哪种情形，黑洞周围最初都会形成一个由其攫取的恒星物质形成的吸积盘，吸积盘中的物质最终都会穿越视界，落入黑洞内部。研究人员在伽马暴发生前监测到的X射线辐射是吸积盘中气体积聚升温产生的。随后，黑洞便迅速吞噬恒星，触发强烈的伽马暴。

不过第二种可能性虽然更有趣，也需要更多证据的支持。恒星级黑洞如果吞噬黑洞，其产生的能量一定会触发超新星爆发。超新星爆发通常很难悄无声息地进行。而此次人们并没有看到超新星。要么这种情况并没有发生，要么超新星爆发被极厚的星际尘埃遮掩了，就连韦布太空望远镜也没有看到。

研究人员称，除了这两种解释，目前也不排除其他可能。但有一点可以确定，即此次有史以来持续时间最长的伽马暴事件，向我们展示了一个独特的谜，其源头可能涉及某种新型天体物理学事件。

艺术家笔下描绘的伽马暴GRB 250702B。其产生的强大伽马射线喷流持续了7个小时。伽马暴出现在一个距离地球约80亿光年的富含尘埃的星系内。

NOIRLab / NSF / AURA / M. Garlick

参考

Comprehensive X-Ray Observations of the Exceptional Ultralong X-Ray and Gamma-Ray Transient GRB 250702B with Swift, NuSTAR, and Chandra: Insights from the X-Ray Afterglow Properties

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae1741

Optical/Infrared Observations of the Extraordinary GRB 250702B: A Highly Obscured Afterglow in a Massive Galaxy Consistent with Multiple Possible Progenitors

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae1d67