我们现在知道是什么导致了太空中最明亮的爆炸

被称为 B.O.A.T. （“有史以来最亮的”）伽马射线爆发GRB221009A是由JWST于2022年发现的。它的产生原因是出人意料的。

艺术家描绘的超新星异常狭窄的喷流和伴随的伽马射线爆发，称为 B.O.A.T，或 GRB 221009A。

图片来源：Aaron M. Geller/西北大学/CIERA/IT 研究计算和数据服务

伽马射线暴 GRB 221009A 与这些事件的图表相差甚远，我们预计每千年才会看到一次如此明亮的东西。自然地，天文学家期望一些现象事件是造成这一现象的原因——但相反，他们发现了一颗看起来非常普通的超新星，几乎没有任何线索说明它为什么会产生如此耀眼的东西。

大多数类型的事件都遵循一定的分布和规模模式。最强烈的地震或火山喷发不太可能与第二个和第三个例子有什么不同。所有这些使得 GRB 221009A 成为天文学家持续的谜团。尽管它距离我们 24 亿光年，但它的亮度却足以让卫星伽马射线探测器饱和，使我们无法直接测量它。然而，通过研究它的余辉，天文学家得出结论，它的亮度是目前第二位的70倍。

天文学家将 GRB 221009A 称为“史上最亮”（B.O.A.T），并估计我们每千年就会看到一次这样的东西，这使得在卫星伽马射线探测器存在的几十年里它的出现显得相当令人惊讶。 

所谓GRB的余辉就像汽车的前灯直冲着你，让你看不到汽车本身。所以，我们必须等待它显着消退，才有机会看到超新星

像这样的长伽马射线暴被认为与黑洞的诞生有关，黑洞通常来自质量超过 25 个太阳质量的恒星中的超新星。我们可能会猜测这是一颗特别巨大的超新星，产生了一个特殊的黑洞。如果是这样，那么该事件启动 r 流程就有意义了，该流程被认为与铂金和黄金等元素有关。

一个大型团队利用 JWST 来研究 GRB 221009A 超新星的余辉，以寻找可能是其原因的一些开箱即用的迹象。他们发现超新星的余辉是造成这一现象的原因，但光谱既不是特别明亮，也不是富含贵金属。迈达斯这不是。

西北大学的彼得·布兰查德博士在一份声明中说：“当我们确认伽玛暴是由一颗大质量恒星的塌缩产生时，这让我们有机会检验宇宙中一些最重元素是如何形成的假设。” 。 

当伽玛暴的余波盖过了伴随而来的超新星时，他们没有立即冲进去，而是选择了耐心。布兰查德最初说： “GRB所谓的余辉就像汽车的前灯直冲着你，让你看不到汽车本身。因此，我们必须等待它显着消退，才有机会看到超新星。 ”

大约六个月后，人们认为时机成熟了。布兰查德和合著者利用 JWST 发现了氧和镍等元素的熟悉特征，这些元素是超新星的标志，但辉光的亮度并不像同时出现的伽玛射线暴那样明亮。

而且; “我们没有看到这些重元素的特征，这表明像 B.O.A.T. 这样能量极高的伽玛暴。不产生这些元素。这并不意味着所有伽玛暴都不会产生它们，但随着我们继续了解这些重元素的来源，这是一条关键信息。未来 JWST 的观测将确定 B.O.A.T. 的“正常”表亲是否会产生这些元素。 ”

这些发现至少留下了两个大谜团：为什么伽玛射线暴和超新星亮度之间存在差异，以及重元素从何而来？我们知道 r 过程发生在千新星中，即两颗中子星合并的地方，但这些事件非常罕见，人们怀疑它们是否能解释我们看到的所有重元素。

“可能还有另一个来源，”布兰查德说。 “双中子星合并需要很长时间。双星系统中的两颗恒星首先必须爆炸才能留下中子星。然后，两颗中子星可能需要数十亿年的时间才能慢慢靠近并最终合并。但对非常古老恒星的观察表明，在大多数双中子星有时间合并之前，宇宙的某些部分就富含重金属。这为我们指明了另一个渠道。 ”

如果有史以来最亮的伽马射线暴不是其他来源，那么什么才是呢？ （正确地）回答这个问题，你的名字就会载入天文史册。同样重要的是解释一颗普通的超新星和一颗史诗般的GRB如何形成天文学版本的诺丁山。 

部分答案可能是来自 B.O.A.T 的伽马射线似乎异常聚焦。人们认为，触发长伽玛暴的恒星在爆炸前旋转得特别快，这导致它们在重大时刻到来时以接近光速的速度发射物质射流。喷流越窄，伽马射线束就越集中，使得像我们这样的随机星系不太可能出现在光束中，但如果是的话，它也会变得更亮。为什么 B.O.A.T 的喷气机如此狭窄尚不清楚，但至少它让这个问题更容易理解。

答案的另一个可能部分可能在于 B.O.A.T 的宿主星系。詹姆斯韦伯太空望远镜揭示这是一个极端的星爆星系，其中新恒星正在以惊人的速度形成。更多的新恒星意味着超新星出现的几率更高，但也许它也会影响以某种未知方式发生的超新星。该星系也几乎是纯氢和氦，其金属浓度约为太阳的八分之一，这是迄今为止在众多伽马射线爆发超新星组合中观察到的最低值。这意味着恒星的形成一定是非常新的，因为前几代恒星的金属含量会增加。

作者还不知道这些特征如何促成这一特殊事件，但它们可能在某种程度上相关。

该研究发表在《自然天文学》杂志上。