爆炸的恒星发出强大的能量爆发

当遥远的恒星爆炸时,它们会发出称为“能量”的闪光 伽马射线暴 它们足够明亮,地球上的望远镜可以探测到它们。 研究这些脉冲也可能来自黑洞和中子星等一些奇异天体的合并,可以帮助 像我这样的天文学家 了解宇宙的历史。

太空望远镜平均每天检测到一次伽马射线暴,多年来检测到的数千次伽马射线暴,志愿者社区正在使对这些爆发的研究成为可能。

2004年11月20日,美国宇航局发射了 尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台,也称为斯威夫特。 斯威夫特是一台多波长太空望远镜,科学家们正在用它来更多地了解这些来自宇宙的神秘伽马射线闪光。

伽马射线暴通常只持续很短的时间,从几秒到几分钟,并且其大部分发射都是伽马射线的形式,伽马射线是我们眼睛看不到的光谱的一部分。 伽马射线含有大量能量,可以 损害人体组织和DNA

幸运的是,地球大气层阻挡了来自太空的大部分伽马射线,但这也意味着观察伽马射线爆发的唯一方法是通过像斯威夫特这样的太空望远镜。 纵观其 19 年的观察, 斯威夫特观察到 超过 1,600 次伽马射线爆发。 它从这些爆发中收集的信息可以帮助地面上的天文学家测量到这些物体的距离。

美国宇航局的斯威夫特天文台,用于探测伽马射线。 NASA E/PO,索诺玛州立大学/Aurore Simonnet

回顾过去

来自斯威夫特和其他天文台的数据告诉天文学家,伽马射线暴是宇宙中最强大的爆炸之一。 它们非常明亮,像斯威夫特这样的太空望远镜可以在整个宇宙中探测到它们。

事实上,伽马射线暴是其中之一 最远的天体物理物体 通过望远镜观察。

由于光以有限的速度传播,天文学家实际上 回顾过去 当他们把目光投向更远的宇宙时。

迄今为止观测到的最远的伽马射线暴发生的距离如此遥远,以至于它的光花了 130 亿年才到达地球。 因此,当望远镜拍摄伽马射线爆发的照片时,他们观察到了 130 亿年前的事件。

伽马射线暴使天文学家能够 了解宇宙的历史,包括出生率和恒星质量如何随时间变化。

伽马射线暴的类型

当一颗大质量恒星,或者一颗质量至少是太阳八倍的恒星耗尽燃料时,它会爆炸成超新星,并坍缩成中子星或黑洞。

中子星和黑洞都非常紧凑。 如果将整个太阳缩小到直径约 12 英里,即曼哈顿大小, 密度如中子星

伽马射线暴发射。


另一方面,短伽马射线暴的脉冲短于两秒。 天文学家怀疑大多数这些短爆发发生在两个事件中的任何一个时 中子星 或者中子星和黑洞合并。

当一颗中子星距离另一颗中子星或黑洞太近时,这两个物体将围绕彼此运行,随着它们失去一些能量而变得越来越近 通过引力波

这些物体最终合并并喷出短射流。 当短喷流指向地球时,太空望远镜可以将它们检测为短伽马射线爆发。

中子星合并会发出伽马射线爆发。

伽马射线暴分类

这些令人困惑的案例表明天文学家并不完全了解伽马射线暴是如何产生的。 他们建议天文学家需要更好地了解伽马射线脉冲形状,以便更好地将脉冲与其起源联系起来。

但脉冲形状与脉冲持续时间不同,很难系统地进行分类。 脉冲形状可能极其多样且复杂。 到目前为止,即使是机器学习算法也无法正确识别天文学家感兴趣的所有详细脉冲结构。

伽马射线暴有多种不同的形状,描述了它们如何随着时间的推移发射能量。 这是 Swift 检测到的伽马射线爆发的一小部分,它捕捉到了这些脉冲形状的多样性。

我和我的同事通过美国宇航局寻求志愿者的帮助来识别脉冲结构。 志愿者学习识别脉搏结构,然后在自己的计算机上查看图像并对它们进行分类。

我们的初步结果表明,这些志愿者(也称为公民科学家)可以快速学习和识别伽马射线脉冲的复杂结构。 分析这些数据将帮助天文学家更好地了解这些神秘的爆发是如何产生的。

这个公民科学项目, 称为爆裂追击者,自我们的初步结果以来一直在增长,我们正在积极招募新的志愿者来加入我们的探索,研究这些爆发背后的神秘起源。


2024-04-19 16:00:00
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