北京
一次宇宙爆发，亮了27天还没停。天文学家发现的这个伽马射线暴（GRB），被形容为同类里的“绿巨人”——编号 GRB 220706A，2022年7月6日被观测到。
它最反常的地方在于：驱动这次爆发的中心引擎，持续活跃了大约 27 天，在初始爆发之后不断产生 X 射线耀发。这个时长比此前有记录的最长伽马暴还多出 20 天。
英国伯明翰大学研究团队成员本杰明·贡珀茨（Benjamin Gompertz）在接受 Space.com 采访时说得很直白：“简单来说，GRB 220706A 是一次出现时间极晚的 X 射线耀发。伽马射线暴之后出现 X 射线耀发并不少见，但以往的耀发都出现在探测到爆发后的最初几天内。”
“在这个伽马暴的静止参考系下，我们在大约 27 天后依旧观测到耀发，说明存在持续进行的活跃物理过程，这在已知伽马暴样本中前所未有。此前延迟耀发的纪录大约是伽马暴发生 6 天之后。”
伽马射线暴是宇宙中能量最强的爆炸现象之一。长时标伽马暴一般来自大质量恒星坍缩，同时伴随超新星爆发并形成黑洞；短时标伽马暴则普遍认为由两颗中子星并合产生。GRB 220706A 属于超长时标伽马暴，是一类十分罕见的爆发，其驱动引擎可以维持很长时间的活动。这类天体非常稀少，成因至今没有定论。
贡珀茨说：“我们还不知道驱动这次爆发的中心引擎是什么，这也正是其极具研究价值的地方。我们观测到了超新星，说明恒星确实发生了坍缩——这也是伽马暴常规的能量来源，但这套机制无法直接解释如此滞后的耀发，以及亮度异常高的超新星。我们可以结合以往的观测做一定推断。”
他补充道，2011年发现的另一个超长伽马暴 GRB 111209A，关联着一颗极亮超新星 SN2011k，观测证据指向中心引擎是磁星——磁场极强的中子星，那颗磁星每秒大约旋转 1000 次。
“本次对应的超新星和它非常相似，因此这里也有可能存在一颗磁星。这个猜想和极亮超新星的理论可以对上，极亮超新星也被认为由磁星驱动。”贡珀茨说，“另一种可能性是，伽马暴喷流、超新星抛射物，和恒星晚年不稳定阶段抛出的致密物质壳层发生碰撞；这类现象同样在极亮超新星里被观测到。”
研究团队还无法确定，这个超长伽马暴的中心引擎和普通伽马暴到底差别在哪，又是什么让它持续耀发 27 天。
“一种猜想是，产生它的恒星比一般伽马暴前身恒星大得多。体积更大的恒星向内坍缩耗时更久，也就可以更长时间为喷流供给能量。”贡珀茨解释。
伽马暴的前身通常是大质量致密恒星——沃尔夫–拉叶星，这类恒星半径约为太阳的 10 倍、质量约太阳 10 倍。但就算是这类恒星坍缩，也不足以解释 GRB 220706A。
“我们估算，想要驱动 GRB 220706A，前身恒星半径需要接近太阳的 1000 倍，也就是蓝超巨星。”贡珀茨说，“当然，也有可能差异来自坍缩后的遗迹。如果这次坍缩产生的是磁星，而普通伽马暴坍缩后直接变成黑洞，也可以解释区别。”
团队提出一个核心问题：这类超长伽马暴到底属于常规伽马暴的一个分支，还是一类完全不同的天体事件？继 GRB 111209A 之后，这第二个搭配异常明亮超新星的案例，一定程度上支持它们来自不同类型恒星的猜想，但目前还没有定论。
贡珀茨表示：“这种极度滞后的耀发，也对喷流驱动理论模型提出挑战。未来理论工作需要解释：恒星坍缩，怎么产生一个可以持续一个月的能量源，这会非常有意思。”
宇宙中或许还有持续时间更长的伽马暴，只是我们一直没能探测到。贡珀茨解释了观测难点：“这种超长伽马暴很难被发现，用来捕捉伽马暴的卫星大多运行在近地轨道，大约每 90 分钟就会被地球遮挡目标。对持续 10 到 100 秒的普通伽马暴来说这不碍事，但追踪超长事件就很麻烦。而且这类持久活跃的伽马暴，辐射更多体现在 X 射线波段，而不是伽马射线。”
这位伯明翰大学的研究者还提到，新发射的爱因斯坦探针对 X 射线的灵敏度远高于伽马射线，非常适合用来搜寻更多超长伽马暴。“希望我们能再找到几个同类目标，慢慢搞清楚支撑它们的惊人能量源到底是什么。”
该团队的预印本论文已经上传至 arXiv。
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