打破人類觀測紀錄的伽馬射線暴 引發全球天文學家熱議｜科學家·馬上回答

封面新聞記者 張崢

伽馬射線暴（GRB）是自宇宙大爆炸后，人類已知的宇宙中最劇烈的天體爆發現象。2025年7月2日，一個持續超過29小時的伽馬射線暴打破人類觀測紀錄，顛覆了人類對伽馬射線暴的傳統認知，引發全球天文學家的深入探索和持續爭論。

2026年2月9日，中國科學院國家天文臺宣布，我國“天關”衛星在巡天觀測中捕捉到一個異常明亮且急劇變化的x射線源。科研團隊提出一個突破性解釋：這很可能是一個中等質量黑洞撕裂并吞噬一顆白矮星的過程。而近日，中國科學院高能物理研究所粒子天體物理全國重點實驗室的研究團隊在《天體物理雜志快報》上發表的最新文章為理解這一事件帶來了另一個全新的視角。

“天關”衛星捕獲EP250702a事件藝術想象圖。圖據：中國科學院國家天文臺

破紀錄的伽馬射線暴

2025 年 7 月 2 日，費米伽馬射線太空望遠鏡配備的伽馬射線爆發監測器（GBM）捕捉到一例伽馬暴的信號，這個信號按照慣例命名為GRB 250702D。然而在接下來的近4小時內，又捕捉到了來自相同區域的兩次爆發，剛開始科學家將它們分別命名為GRB 250702B和GRB 250702E。然而，經過多設備聯合分析，逐漸縮小定位區域，科學家最終確認這一系列爆發源自同一高能天體源的間歇性爆發，因此統一命名為GRB 250702B。

這一伽馬射線暴成為迄今已知持續時間最長的伽馬射線暴。這一來自 80 億光年外的極端宇宙事件，釋放的能量相當于 1000 顆太陽燃燒 100 億年的總和，其獨特的多階段爆發特征與超長續航能力，顛覆了人類對伽馬射線暴的傳統認知。

一時間，全球各類波段的望遠鏡對該天體源展開聯合追蹤——在太空，費米伽馬射線太空望遠鏡、雨燕天文臺，我國的慧眼衛星、極目衛星，中法聯合的 SVOM 衛星，以及中歐合作的“天關”衛星（愛因斯坦探針衛星）等高能天文衛星，從伽馬射線和X 射線波段捕捉到了關鍵信號。

解釋一：黑洞吞掉白矮星？

對這次超長伽馬射線暴源，科學家們給出了不同的解釋。 “這種現象非常類似于罕見的帶噴流的黑洞瓦解恒星事件。”通過天關衛星監測的數據，國家天文臺副研究員張文達解釋。

基于多波段數據，“天關”科學團隊構建出一個物理自洽的圖景：一個質量介于數百至數十萬倍太陽質量之間的中等質量黑洞，利用強大的潮汐力將一顆致密的白矮星撕碎并吞噬。

白矮星是類似太陽的恒星燃盡核燃料后留下的殘骸，體積僅地球大小，但密度高達每立方厘米數噸——相當于把太陽壓縮成一座城市。

科學家：吃白矮星，非常極端

中等質量黑洞聽起來“中等”，其實一點都不小。 西南交通大學物理科學與技術學院教授、粒子天體物理團隊負責人劉四明2月11日告訴封面新聞： “黑洞質量如果大于幾百萬個太陽質量，就可以把白矮星完全吞噬，不吐出任何東西。黑洞如果太小，吞噬的就比較慢，吐出來的就比較多。吐出來的主要是組成白矮星的重元素，它們可以產生x射線等各種輻射。”

劉四明告訴記者，事實上，黑洞“吃東西”并不新鮮。“黑洞一般吞噬的是恒星，此前報道過的有上百次。”然而，黑洞吞噬白矮星卻極為罕見。白矮星因結構致密、體積小，極難被有效撕裂，因此此前從未被明確報道過此類過程。

解釋二：超巨星的坍縮

中國科學院高能物理研究所粒子天體物理全國重點實驗室的慧眼衛星和極目衛星聯合研究團隊帶來了突破性發現。他們利用自主研發的新分析工具，對 GRB 250702B 發生前后30 天內的慧眼、極目和費米衛星的觀測數據進行了全面檢索。

研究團隊提出了全新的“超巨星自調控坍縮星模型”：根據該模型，此次伽馬暴的前身星是一顆質量遠超太陽的超巨星。與普通長伽馬暴的前身星沃爾夫-拉葉星不同，超巨星的坍縮時標可長達數小時。當超巨星耗盡核聚變燃料時，其核心首先坍縮形成黑洞；黑洞形成后，會快速吸積超巨星內層物質，進而驅動接近光速的相對論性噴流——這一噴流正是伽馬暴前兆輻射和主爆發的來源。高能所團隊的這一研究結果，近日發表在國際天文學期刊《天體物理雜志快報》上。

超巨星自調控坍縮星模型示意圖：在中間階段，伽馬暴的前身星進入“快速吸積—強輻射/外流制動—吸積減速—制動減弱—再次吸積”的循環反復進行，形成穩定的自調控機制。圖據中國科學院高能物理所

其他解釋：黑洞潮汐瓦解事件

另有天文學家認為，該事件是一次特殊的“黑洞潮汐瓦解事件”，即大質量黑洞將恒星撕碎并吸入。在吸積過程中，黑洞自轉形成強大的中心引擎，將部分恒星物質以近乎光速向外噴出，輻射出伽馬射線，且噴流恰好指向地球而被觀測到。

另有天文學家提出，該事件源于恒星級黑洞墜入氦星內部并最終從內部吞噬氦星的過程。這一假說認為，爆發的核心是一顆質量約為太陽 3 倍的恒星級黑洞，其伴星是一顆特殊的“氦星”：質量與黑洞相近，但體積遠小于太陽，外層氫大氣已完全剝離，僅剩下致密的氦核。在引力作用下，黑洞與氦星相互環繞，隨著軌道逐漸靠近，黑洞開始拉扯氦星物質，形成龐大的吸積盤，過程中釋放明亮 X 射線；當黑洞完全浸入恒星內部后，從內部快速吞噬恒星物質，同時向外噴射近光速噴流，產生觀測到的伽馬射線暴。

“關于這次伽馬暴事件原因分析，仍然在持續。”劉四明說。