宇宙深处七小时咆哮: 破纪录伽马射线暴颠覆现有天体物理模型

通常情况下，宇宙中最剧烈的闪光仅仅是转瞬即逝的过客。然而，2025年7月2日，一道来自遥远深空的伽马射线暴（GRB）打破了天文学界的宁静。这道被称为 GRB 250702B 的高能辐射束，其持续时间长达惊人的7小时，彻底击碎了以往所有关于此类天体现象的观测记录。

北卡罗来纳大学教堂山分校（UNC-Chapel Hill）的天文学家主导的一项最新研究显示，这一前所未见的“宇宙长啸”正在挑战科学家对黑洞诞生及大质量恒星死亡机制的核心理解。相关研究成果已于本周发表在权威期刊《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）上。

颠覆认知的“超长待机”

伽马射线暴被认为是自大爆炸以来宇宙中发生的最剧烈电磁爆炸事件。在 GRB 250702B 出现之前，天文学家通常将此类爆发分为两类：持续时间短于两秒的“短暴”（通常源于双中子星合并）和持续时间由数秒至数分钟不等的“长暴”（通常源于大质量恒星坍缩）。

然而，GRB 250702B 的出现让这两类模型都显得捉襟见肘。

“这是人类历史上观测到的持续时间最长的伽马射线暴，它的性质如此独特，以至于根本无法套用我们现有的任何伽马射线暴成因模型，”该研究的主要作者、北卡罗来纳大学教堂山分校物理与天文学系博士研究生乔纳森·卡尼（Jonathan Carney）表示。

艺术家描绘的伽马射线暴 GRB 250702B 的超相对论性喷流（以接近光速的速度运动）从其尘埃弥漫、质量巨大的宿主星系中逃逸的景象。图片来源：NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick。

这不仅仅是时间长度的问题，更关乎能量释放的机制。究竟是什么样的引擎，能够维持长达7小时的极端高能输出？这一反常现象暗示着，在遥远的宇宙深处，可能存在着一种我们尚未完全理解的恒星毁灭或致密天体相互作用模式。

追光者：穿越尘埃的全球接力

GRB 250702B 最初由空间天文台的高能探测器捕捉到，随即引发了一场全球地基望远镜的“接力赛”。由于伽马射线暴的光辉会随时间迅速衰减，天文学家必须争分夺秒，在余辉消失前通过不同波段的观测设备锁定其位置并分析其光谱。

此次观测的一大挑战在于目标所处的环境。研究团队发现，GRB 250702B 发生在一个距离地球数十亿光年的大质量星系中。该星系内部充满了浓厚的宇宙尘埃，这些尘埃像厚重的帷幕一样阻挡了大部分可见光，使得传统的光学望远镜难以窥探其真容。

为了穿透这层迷雾，研究团队调用了北卡罗来纳大学所能使用的最大规模地基观测资源，并联合了国际合作伙伴。通过双子座望远镜（Gemini Telescope）、麦哲伦望远镜（Magellan Telescopes）以及NASA的哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope），科学家们成功在红外波段（如z波段、F160W滤镜及Ks波段）捕捉到了这一事件的宿主星系和余辉图像。

图像分析显示，这股以超过99%光速喷射出的超相对论性物质流，虽然在可见光波段被尘埃遮蔽，但在红外和X射线波段却留下了不可磨灭的印记。这种多波段的联合观测（Multi-messenger astronomy）为构建该事件的物理模型提供了至关重要的数据支持。

悬而未决的起源之谜

图中分别展示了双子座望远镜在z波段（左）、哈勃太空望远镜在F160W滤镜（类似于H波段；中）以及麦哲伦望远镜在Ks波段（右）探测到的宿主星。三幅图像中，上方为北，左侧为东。这些是用于SED建模的宿主星探测结果。每幅图像中，十字线标记了余辉的位置。图片来源：《天体物理学杂志快报》 (2025)。DOI：10.3847/2041-8213/ae1d67

尽管拥有了详尽的观测数据，GRB 250702B 的确切起源依然是一个巨大的谜团。该研究的合著者、北卡罗来纳大学教堂山分校助理教授伊戈尔·安德烈奥尼（Igor Andreoni）指出，数据指向了多种可能性，但没有任何一种单一解释能够完美契合所有观测特征。

目前的分析提出了三种主要假设：

首先，这可能是一颗拥有极高质量的恒星在生命尽头发生的特殊坍缩，其核心形成黑洞的过程比普通超新星爆发更为复杂且漫长；

其次，这可能涉及两颗致密天体的罕见碰撞，例如一颗中子星与一颗氦星（Helium Star）的剧烈并合；

最后，还有一种更为极端的可能性——这是一颗不幸的恒星游荡到了一个超大质量黑洞附近，被黑洞的潮汐力撕裂（Tidal Disruption Event），从而产生了长时间的物质吸积和喷流。

“我们知道它发生在一个非常复杂的环境中，这本身就是一个重要线索，”安德烈奥尼解释道，“未来的研究重点将是区分这些可能性。目前，GRB 250702B 就像是一个孤立的灯塔，照亮了理论的盲区。”

为极端宇宙物理确立新基准

GRB 250702B 的发现不仅仅是打破了一项记录，它更像是一块“罗塞塔石碑”，为研究宇宙中极端的物理环境设立了新的基准。在这些环境中，物质密度超过原子核，引力强到足以扭曲时空。

卡尼强调，这一次的发现将迫使天文学界重新审视现有的瞬变源分类系统。当天文学家在未来捕捉到类似的长时间爆发时，GRB 250702B 将作为首要的参考案例，帮助科学家判断这些事件是属于同一类未知现象，还是各自代表了不同的宇宙灾难。

此外，这类超大规模爆炸在宇宙演化中扮演着关键角色。它们是重元素（包括构成生命所必需的元素）在星系间扩散的主要推手。理解 GRB 250702B 的机制，也就是在理解我们自身物质起源的宏大叙事。

随着下一代观测设备（如即将投入使用的更大型巡天望远镜）的上线，天文学家期待能捕捉到更多类似的“长啸”，从而最终揭开这个长达7小时的宇宙谜题的底牌。在此之前，GRB 250702B 将继续作为夜空中最神秘的幽灵，挑战着人类智慧的边界。