破纪录的伽马射线爆发似乎是由一颗膨胀的恒星吞噬的黑洞引起的

GRB 250702B的组合背景减去伽马射线光变曲线。图片来源：arXiv （2025）。DOI：10.48550/arxiv.2509.22792

（蜘蛛网eeook.com）据美国物理学家组织网（Krystal Kasal）：2025 年 7 月 2 日，美国宇航局的费米伽马射线暴监测器 （Fermi-GBM） 捕获了大约三个小时的信号，这些信号似乎来自同一来源。当科学家们用爱因斯坦探测器 （EP） 宽视场 X 射线望远镜和俄罗斯伽马射线光谱仪 Konus-Wind 等多种其他仪器拾取的信号汇编这些数据时，他们发现他们正在处理有史以来最长的伽马射线暴 （GRB）。科学家们称之为“GRB 25,000B”的 GRB 事件持续时间约为 25,000 秒（约 7 小时），比之前的记录保持者 GRB 111209A 快了 10,000 秒。

过去检测到的大多数 GRB 仅持续不到一秒到几分钟。因此，太空中如此冗长的强大伽马辐射爆发是罕见的。然而，这些超长伽马射线暴确实发生了，在大多数情况下，科学家们已经找到了合理的解释。大多数长寿命的 GRB 都与大质量恒星的坍缩有关，称为坍缩体，而短 GRB 则与中子星合并有关。但是，当科学家计算 GRB 250702B 的各种特性时，它并不完全符合之前任何 GRB 祖先解释的模式。

在新的 arXiv 预印本中，由 50 多名科学家组成的小组加入其中，以找出 GRB 250702B 是如何、为什么以及从何而来的。在论文中，该团队分析了所有可用数据，结合光曲线和光谱数据来表征事件的持续时间、变异性和能量。然后，他们研究了可能导致不同类型 GRB 事件的各种可能场景，以确定哪种情况最适合 GRB 250702B 提出的场景。

除了持续时间长之外，GRB 250702B 数据还表明，它在静止帧中具有异常高的峰值能量和约 1 秒或 0.5 秒的最小变异时间尺度 （MVT）。MVT 提供了“恒星引擎”质量的一些指示——这意味着它有助于确定涉及什么样的结构，如恒星或黑洞。

“我们发现硬光谱、亚秒级变异性和高总能量，这些能量只能由快速旋转的恒星质量中央发动机驱动的超相对论喷流产生。这些特性和极端持续时间与文献中所有已确认的伽马射线暴祖先和几乎所有模型不相容，“研究作者写道。

涉及坍缩体的模型由于持续时间超长而行不通，因为由于整颗恒星“旋转”，坍缩时间有上限。

作者继续解释了许多可能性：“我们在 Levan 和团队的工作中，我们约 10 MeV 的静止系光子和主星系的识别排除了 X 射线双星和其他星系源。磁星巨耀斑和中子星合并被排除在外，因为持续时间不足几个数量级。白矮星合并、碳氧坍缩、氦坍缩和双氦星合并被排除在外，因为它们的持续时间无法再现中央发动机的总时间约两个数量级，并且因为每个都会在早期预测峰值功率，这与 GRB 250702B 中观察到的峰值功率的显着延迟形成鲜明对比。

GRB 与另一个星系中心的超大质量黑洞有关的想法也被排除了。数据表明，虽然 GRB 250702B 位于另一个遥远的星系中，但它并不位于该星系的中心。

最终，除了一个之外，所有祖先的解释都落空了。该团队发现，这一事件最好用“氦合并模型”来解释，在这种模型中，黑洞从内到外坠入并吞噬一颗被剥离的恒星，在很长一段时间内释放能量，然后以超新星结束。两者存在于双星系统中，当恒星在燃烧其氢和氦时开始膨胀时，这会抵消黑洞的位置，导致它落入臃肿的恒星中。

“大质量恒星会经历一系列膨胀阶段，在双星系统中，这些阶段可能导致双星伴星浸入膨胀的恒星包络中的情况。在这种常见包络线场景中，轨道角动量的损失（通过潮汐力或弓形冲击的摩擦）导致双星轨道收缩，”作者解释道。

这导致了 GRB 的长时间和高能量显示，例如 GRB 250702B。

“从轨道上损失的角动量进入氦星，当黑洞到达核心中心时，这种高角动量将导致氦核通过圆盘吸积。该圆盘可以产生驱动射流所需的磁场，圆盘中的粘度将驱动强风。这将使恒星爆炸并产生超新星，类似于坍缩体中的超新星发动机，“作者写道。

该小组希望未来能看到更多这样的活动，以这个令人兴奋的新想法为基础。新的望远镜，如维拉鲁宾天文台的时空遗留巡天，与现在使用的望远镜相结合，可能会使这成为可能。