天文新星聞: 網路天文館天文新知_20130416

　　「伽瑪射線爆」（gamma ray bursts，GRBs）是宇宙中最明亮的爆炸事件，除了放出大量的伽瑪射線和X射線，也會在光學和無線電波波段產生餘暉。「雨燕」（Swift）、「費米」（Fermi）和其它的望遠鏡平均一天可偵測到一個伽瑪射線爆。

　　如果您對伽瑪射線爆有些認識，可能會知道伽瑪射線爆以2秒為界，分為「短伽瑪射線爆」（short GRBs）和「長伽瑪射線爆」（long GRBs）。持續時間短於兩秒的是「短伽瑪射線爆」，被認為是雙星系統中的緻密天體合併所造成，禍首極有可能是中子星和黑洞。而「長伽瑪射線爆」持續時間達幾秒鐘到幾分鐘，一般約落在20到50秒之間，一般認為是和數倍太陽質量恆星崩坍產生新黑洞有關。

　　但最近美國航太總署（NASA）的雨燕衛星發現三個持續時間可達數小時之久的「超長伽瑪射線爆」（ultra-long GRBs）！兩組國際天文學家團隊的研究推論，這一類的事件是由超巨星（supergiant star）的死亡災難所造成！

　　第一個例子GRB 101225A在2010年聖誕節發生，因此被暱稱為「聖誕爆」（the Christmas burst），其持續時間達兩小時之久！但由於無法判定其距離，天文學家對於背後的物理機制有了兩種截然不同的解釋：一種說法是銀河系內的中子星被小行星或彗星撞上；另一種說法則是35億光年外的的超新星爆發。

　　而2011年12月9日的GRB 111209A更是打破歷史紀錄，持續時間達25,000秒，約7個小時左右！天文學家Gendre等人利用美國航太總署Wind衛星上的Konus伽瑪射線爆探測器的伽瑪射線資料、雨燕及XMM-Newton衛星的X射線觀測，以及智利TAROT自動天文台的光學觀測，對GRB 111209A進行詳細的研究，他們認為這次事件是由低金屬含量的藍色超巨星坍縮所造成，此結果刊載在3月20日出版的「天文物理期刊」（The Astrophysical Journal）。

　　而天文學家Levan等人則是利用夏威夷雙子北座望遠鏡（Gemini North Telescope）觀測「聖誕爆」宿主星系的光譜，根據氧和氫的譜線紅移得到此星系距離，竟遠達70億光年！這已經超過可觀測宇宙一半以上的距離，因此這個爆炸遠比原本想像的還要更具威力！

　　他們也研究了GRB 111209A和最近爆發的121027A，都有類似的X射線、紫外和光學發射線，而且也都是由活躍形成恆星的緻密星系中央區域所發出。因此天文學家認為這三顆超新星自成一類，稱作「超長伽瑪射線爆」！

　　Levan表示，超長伽瑪射線爆源自非常大的恆星，可能大到和木星軌道一樣，而出生時就超過25倍太陽質量的「沃夫-瑞葉星」（Wolf-Rayet stars）是最有可能的解釋。美國太空望遠鏡科學研究所（Space Telescope Science Institute）的天文學家John Graham和Andrew Fruchter則指出，這類的藍色超巨星金屬含量極少，這也解釋了超長伽瑪射線爆為何看起來源自缺乏金屬的環境。

　　相關論文可參考
"The Ultra-long Gamma-Ray Burst 111209A: The Collapse of a Blue Supergiant?" B. Genre et al.
"A new population of ultra-long duration gamma-ray bursts." A.J. Levan et al.
"The Metal Aversion of LGRBs." J. F. Graham and A. S. Fruchter