高红移伽玛射线暴起源的新见解 _伽玛射线暴

伽玛射线暴是宇宙中最剧烈的恒星尺度的爆发事件，其伽玛射线波段的瞬时辐射及余辉阶段的红外辐射非常明亮，可以在很远的距离（超过100亿光年）上被观测到。2005年以来，人们先后探测到了GRB 050904, GRB 080913, GRB 090423等红移高于6的伽玛暴，其中GRB 090423的红移高达8.2 （对应的宇宙年龄只有6.4亿年，远远小于现在宇宙的年龄137亿年）, 是当时人类探测到的有谱信息的最远的天体。根据这些高红移暴推算出来的恒星形成率高出其他方法估计出的恒星形成率很多，因此有学者推测可能存在着一类全新的伽玛暴，这类暴不是来自于普通的天体物理过程，而是由在高红移宇宙的磁场中运动的“超导宇宙弦”引发。
这类爆发的一个显著特征是其发生率在高红移处可以远远高于恒星形成率并与现有伽玛暴的观测一致。宇宙弦是宇宙早期相变时生成的密度极高的一维拓扑缺陷，具有线状或圈状结构，周期性震荡；一旦被探测到将是现代物理学革命性的突破。因此，如果高红移伽玛暴的确是来自超导宇宙弦，其物理意义极其重大。
中科院暗物质与空间天文重点试验室的硕士研究生王瑜同学在范一中，韦大明研究员的指导下对这一极具吸引力的观点进行了深入研究，发现“超导宇宙弦”伽玛暴模型预言的外流体的“有效”张角约为0.001弧度甚至更小，而根据观测数据拟合得到的伽玛暴外流体的张角一般在0.1弧度左右，例如对GRB 090423的拟合研究发现外流体的张角在0.2弧度以上，所以理论预言值与实际观测拟合值差别巨大。王瑜等人还计算了一个“改进”的超导宇宙弦伽玛暴模型的余辉辐射，并指出对于GRB 090423这样的高红移暴，该模型预言与余辉观测仍不相符，除非在暴爆发之前外流体的“有效”张角就被某(现阶段未知的)物理过程有效的扩大了。他们的观点被著名物理学刊《物理评论快报》(Phys. Rev. Lett.)作为Comment发表。文章作者为王瑜，范一中（通讯作者）及韦大明。
【高红移伽玛射线暴起源的新见解】
中国科学院紫金山天文台