来自80亿光年外的未解深空信号

一场持续不断的非凡爆发

2025年7月2日，NASA的Fermi伽马射线太空望远镜标记了一次起初看起来像是来自深空的例行闪光。然而，探测器记录到的并非典型的、仅持续几秒钟的伽马射线暴，而是一个开关交替脉动了大约七小时的信号——这是一个剧烈的、断断续续的信标，现已被编录为GRB 250702B。该信号随后被定位到一个距离地球约80亿光年、尘埃弥漫的星系，它混合了强烈的伽马射线和其他高能辐射，这让研究人员不得不寻求常规理论之外的解释。

一场超出模型的事件

伽马射线暴（GRBs）分为两大类：持续时间少于两秒的短暴，以及通常持续几秒到几分钟的长暴。GRB 250702B以惊人的方式打破了这些界限。其时断时续的模式和长达数小时的持续时间，与科学界视为教科书案例的任何现象都大不相同。“这是人类观测到的持续时间最长的伽马射线暴——长到无法纳入我们现有的任何伽马射线暴成因模型中，”该研究的第一作者Jonathan Carney在伴随2025年11月26日发表于《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）论文的材料中表示。

Fermi的发现引发了一场密集的后续观测行动。包括位于智利和夏威夷的Gemini望远镜、欧洲南方天文台的甚大望远镜（Very Large Telescope）、W. M. Keck天文台以及Hubble太空望远镜在内的地面和空间设施都对准了该区域。由于宿主环境富含尘埃，光学光线大部分被遮蔽；天文学家依靠红外线和高能X射线测量来定位该事件并研究其环境。

这些观测结果指向一个在宇宙学距离上约80亿光年、具有严重尘埃衰减的宿主星系。对该爆发及其余辉的模型分析表明，物质以相对论速度（至少光速的99%）喷射，并聚焦成狭窄的喷流，巧合的是，这些喷流几乎直指地球。高能喷流与致密星周物质的结合是导致解释如此困难的部分原因：信号必须穿透厚厚的气体和尘埃遮蔽，才能被我们的仪器观测到。

三种领先但尚无定论的方案

研究团队提出了三种原则上可以产生这种延时高能爆发的大致方案，但强调目前还没有一种方案能完全吻合数据。

• 持续坍缩星（大质量恒星之死）：在标准的长暴模型中，一颗质量巨大、快速旋转的恒星坍缩形成黑洞或磁星，驱动喷流穿过恒星。如果中心引擎保持活跃的时间远超预期——可能是因为恒星物质的吸积以一种不寻常的、持久的方式进行——那可能会维持数小时的伽马射线发射。但目前的坍缩星计算很难在如此长的时间尺度上维持所需的引擎功率。
• 黑洞吞噬恒星（类潮汐瓦解事件）：超大质量黑洞撕裂恒星（即潮汐瓦解事件）可以产生长的高能耀发，但这些系统通常位于星系中心，且具有与经典伽马射线暴不同的光谱和时间特征。较小的黑洞吞噬致密恒星，或发生在非核心位置的非典型潮汐瓦解，可能会产生持久的活动，但现有数据尚未证实这种几何结构。
• 氦星与黑洞合并：在这个设想中，一个致密黑洞螺旋进入一颗大质量氦星的核心，当它到达中心区域时引发爆炸性吸积。在一些数值模拟实验中，随着黑洞穿透并最终吞噬核心，这种相互作用可以产生长期的喷流活动。这一方案的吸引力在于它自然地将长时间持续与集中的、多尘的恒星包层联系起来，但在模拟能够匹配观察到的详细光变曲线和光谱之前，它仍具有推测性。

为何该信号在头条之外同样重要

GRB 250702B之所以重要，是因为它测试了致密天体——中子星和黑洞——与其周围环境相互作用的极限。每一种候选解释都探测了不同的物理机制：坍缩恒星中吸积黑洞的后期行为、恒星瓦解与回落的动力学，以及恒星包层内致密天体合并的流体动力学。一个观测良好的孤立异常值可以迫使理论家改进模型或添加先前被忽略的物理因素。

在实践层面，这次事件也揭示了协同、快速后续观测的重要性。Fermi的伽马射线探测开启了计时，但只有全球范围的光学/红外望远镜和空间天文台才能表征宿主星系以及在可见光下隐藏该爆发的消光现象。最初的报告中并未突出射电和中微子设施；作者和其他团队可能会梳理存档的射电数据，并安排机会目标观测，因为射电对应物可以追踪膨胀的冲击波前，并约束后期的能量收支。

后续步骤与悬而未决的问题

研究人员将继续在存档和实时数据中寻找类似的超长持续时间爆发，并进行专门的模拟，旨在重现跨波长的脉冲模式和光谱。如果GRB 250702B代表了已知前身星行为的极端极端情况（即引擎活动异常持久的坍缩星），那么该事件将告诉我们关于大质量恒星死亡变率的信息。相反，如果它代表了一种完全不同类型的前身星，例如罕见的合并或潮汐事件，它将为高能瞬变天文学开启一个新频道。

来源

• 《天体物理学杂志快报》（关于GRB 250702B的论文）
• NASA — Fermi伽马射线太空望远镜
• Gemini天文台（智利和夏威夷）
• 欧洲南方天文台 — 甚大望远镜
• W. M. Keck天文台
• Hubble太空望远镜
• NOIRLab / NSF / AURA