GRB 970228

✍ dations ◷ 2025-10-29 20:50:18 #1997年发现的天体,伽玛射线暴

GRB 970228是天文学家第一个观测到余辉的伽玛射线暴。这次爆发持续了大约80秒,其光变曲线有多个极大值。它的光变曲线特性表明可能同时发生了一次超新星爆发。本次爆发的位置与一个81亿光年外的星系相符(红移值z = 0.695),这说明GRB 970228距离银河系十分遥远。

自从1993年起,物理学家推测伽玛射线暴之后会产生低能量的余辉(波长为无线电波、X射线,甚至是可见光)。但直到天文学家在1997年2月28日2时58分(UTC)观测到GRB 970228前,天文学家只观测到高光度高能量的伽玛射线暴(电磁波中能量最高的部分)。

伽玛射线暴是指高光度的伽玛射线爆发。伽玛射线暴最早由美国负责侦查苏联和中国核试验的船帆座卫星于1967年发现。

1997年2月28日2时58分(UTC),费米伽玛射线空间望远镜和BeppoSAX卫星上搭载的一台广域照相机观测到了GRB 970228,其中后者是德意联合研制的研究X射线的卫星。在几小时之内,BeppoSAX团队确认了这次伽玛射线暴的位置,测量的误差大约为3角分,他们借此框定了所在天区的范围。尤利西斯号探测器也观测到了本次伽玛射线暴。

这次伽玛暴位于赤经05h 01m 46.7s,赤纬+11° 46′ 53.0″,爆发持续了大约80秒,在光变曲线有多个极大值。伽玛射线暴的光变曲线变化多端,科学家至今也不清楚有多个峰值的原因。一种可能的解释是:多个峰值是伽玛射线源经历进动时产生的。

1993年,玻丹·帕琴斯基和詹姆斯·E·罗兹发表论文称,不论伽玛射线暴的产生原因是什么,伽玛暴极强的能量意味着寄主天体在爆发期间必须以相对论速度(接近光速)喷射出大量物质。它们推测喷出物和星际物质的强烈作用会形成激波波前。如果激波波前形成于磁场中,被加速的电子会长时间产生无线电频率的同步辐射,即下文所说的无线电余辉。乔纳森·卡茨之后总结说,这种低能量的发射不局限于无线电波,频率可从无线电波到X射线,其中还包括可见光。

BeppoSAX卫星上的小视野相机在发现8小时之后开始观测它所在的位置。一个X射线源短暂出现,并在之后几天按幂定律迅速衰减,直至消失。这次X射线余辉是首次观测到的伽玛射线暴余辉。幂定律衰减从此被认为是伽玛射线暴余辉的普遍特征,尽管多数余辉在不同阶段以不同的速率衰减。

同年3月1日和8日,天文学家使用威廉·赫歇耳望远镜和艾萨克·牛顿望远镜拍摄了它所在位置的光学影像。通过对照片的比较,表明其光度在可见光和红外光波段都有所下降。这就是该伽玛射线暴的光学余辉。而天文学家一直没能观测到预测将会发生的无线电余辉。这个伽玛射线暴发现之后,人们开始相信伽玛暴的辐射具有各向同性。这个伽玛暴和其他几个伽玛暴(例如GRB 970508和GRB 971214)一起为伽玛暴以平行射流释放辐射提供了早期证据。这使得伽玛暴的总能量输出的估计值降低了几个数量级。

芝加哥大学的丹尼尔·赖卡特和阿姆斯特丹大学的提图斯·加拉玛各自独立地分析了GRB 970228的光学光变曲线,都总结出寄主天体可能在伽玛射线暴发生前几周发生了一次超新星爆发。

加拉玛分析了本次伽玛射线暴的光变曲线后发现,它的光度在不同时间以不同速率衰减。光度在3月6日至4月7日之间衰减得比之前和之后都要慢。加拉玛总结道,早期光变曲线主要受伽玛射线暴源的影响,而后期则是由隐藏在背后的Ic型超新星提供能量。赖卡特注意到后期余辉比早期余辉偏红(波长增加),这与当时伽玛射线暴形成机理首选的相对性火球模型不相符。他同时观测到只有GRB 980326这一伽玛射线暴与本次的衰减规律类似,而乔舒亚·布卢姆已提出那个伽玛射线暴与超新星有关。

另一种关于GRB 970228和GRB 980326光变曲线的解释涉及了尘埃回光。尽管对于GRB 980236而言并没有足够的信息来否定这种解释,赖卡特表示GRB 970228光变曲线的变化只可能是超新星造成的。将伽玛射线暴与超新星联系起来的决定性证据最终在GRB 020813的光谱中和GRB 030329的余辉中发现。然而,类似于超新星的特点只有在爆发后几周内可见,这表明早期的光度变化可以用尘埃回光来解释。

在3月12日和13日的夜晚,乔治·梅尔尼克使用新技术望远镜对该天区进行了观测。他发现一个暗淡的星云出现在爆发的位置上,几乎可以确定是一个遥远的星系。尽管仍存在很小的可能伽玛射线暴与那个星系无关,它们位置的出奇相符为上述想法提供了强有力的证据,即伽玛射线暴来自遥远的星系,不在银河系当中。后来对GRB 970508的观测证实了这个结论,那也是首次能确定红移值的伽玛射线暴。

本次伽玛暴的余辉在测定误差范围之内处于寄主星系的几何中心,有力地排除伽玛暴产生于活动星系核的可能。之后测得这个星系的红移值z = 0.695,相当于大约7009812299999999999♠8.123×109 光年的距离。在这样的距离和假设各向同性的基础上,这次伽玛暴共计释放出7044520000000000000♠5.2×1044 焦耳的能量。

相关

  • 异丙嗪盐酸异丙嗪(英语:Promethazine,又名盐酸普鲁米近(Promethazine Hydrochloride)或非那根(Phenergan))是一种常见的止咳药物,为第一代抗组织胺药,能竞争性阻断组胺H1受体,对抗组胺所
  • 巨牙鲨巨齿拟噬人鲨(学名:Carcharocles megalodon),一般直接称作巨牙鲨或巨齿鲨,学名源自希腊语,意指巨大的牙齿,是一个已灭绝的史前巨大鲨鱼种类,生存于2,300万至260万年前(中新世早期到上
  • 腐烂分解作用,又称腐烂、腐败,是指动物蛋白质及其有关之有机物分解成无机物,而且回到大自然物质循环的过程,特别是由缺氧微生物和腐化细菌。分解是一个大自然经常进行且非常重要的过
  • 马唐属马唐属(学名:Digitaria)是禾本科下的一个属,为一年生或有时多年生草本植物。该属共有约100种,分布于全球热带至温带地区。
  • 教练机教练机是训练飞行员从最初级的飞行技术到能够单独飞行与完成指定工作的特殊机种。无论是操作民用或者是军用飞机的飞行员都需要经过一些相同的训练程序,使用类似的教练机完成
  • 作用方式作用方式(mode of action, MoA)在药理学和毒理学中是指一个特定分子(如药物分子、毒物分子)在细胞层面上发挥特定药理或毒理作用的机理。“作用方式”是一个与“作用机制”(Mecha
  • 凯尼斯·阿佩尔凯尼斯·阿佩尔(英语:Kenneth Appel,1932年10月8日-2013年4月19日)美国数学家,出生于纽约布鲁克林,凯尼斯·阿佩尔和沃夫冈·哈肯借助电脑在1976年首次得到了一个四色定理完全的证
  • 五十岚浩一五十岚 浩一(日语:五十嵐 浩一、1956年8月9日 - )日本漫画家。石川县金泽市出身。明治大学毕业。代表作为《Pelican Road》、《公寓爱情故事》。
  • 德赖平原德赖平原(Terai,印地语:तराई 尼泊尔语:तराइ)又译作“特莱平原”、“台拉平原”等,是印度河-恒河平原北部的尼泊尔-印度交界处的一处低地地区。北靠喜马拉雅山脉及西瓦利克
  • 希福 (赫舍里氏)希福(满语:ᡥᡳᡶᡝ,转写:;1589年-1653年),都英额赫舍里氏,满洲正黄旗人。清朝开国功臣,兼通满、汉、蒙古文字,赐号“巴克什”。希福世居都英额,后迁至哈达。清太祖努尔哈赤吞并哈达之后