來自最遙遠的確認短伽瑪射線爆發(fā)(SGRB)之一的光學余輝的快速跟進，被認為是兩個中子星的合并，正在向這些神秘的物體投射新的光。NSF的NOIRLab計劃國際雙子座天文臺所做的觀測證實了天體的距離，并將其置于宇宙正午的正午時代，當時宇宙正處于其“少年時代”并迅速形成恒星。SGRB在宇宙歷史的早期出現(xiàn)可能會改變有關(guān)其起源的理論，特別是兩個中子星合并需要多長時間才能產(chǎn)生這些強大的事件。精確定位的SGRB很少見，通常每年僅檢測7-8個，這是最遙遠的高置信度SGRB，具有光學余輝檢測功能。

研究人員已經(jīng)使用8.1米的Gemini North望遠鏡測量了有史以來最遠的短伽瑪射線爆發(fā)(SGRB)之一的光學余輝。認為是由兩個中子星合并產(chǎn)生的，SGRB是災難性的事件，就其基本性質(zhì)而言幾乎是不可思議的，在大約一秒鐘內(nèi)發(fā)射出大量能量。雙子座對新的，遙遠的SGRB的觀測表明，對于某些系統(tǒng)，此過程可能會出乎意料地迅速發(fā)生-大型雙星系統(tǒng)在超新星爆炸中幸存，成為中子星雙星，然后這些雙星在不到十億年的時間里螺旋旋轉(zhuǎn)在一起，形成了一個SGRB。該研究將發(fā)表在《天體物理學雜志快報》上。

這個物體名為GRB181123B，因為它是2018年11月23日感恩節(jié)之夜發(fā)現(xiàn)的第二個爆炸，最初是由NASA的尼爾·蓋勒斯·斯威夫特天文臺發(fā)現(xiàn)的。當Swift衛(wèi)星發(fā)生事件的警報在世界各地廣播時，幾臺望遠鏡訓練了他們對此的看法。幾個小時之內(nèi)，西北大學的一個團隊在夏威夷毛努阿卡的雙子座北望遠鏡上使用了也是成像儀的雙子座多物體光譜儀(GMOS)記錄了該物體的微弱余輝。

“我們利用Gemini North及其GMOS成像儀獨特的快速響應能力和出色的靈敏度，在發(fā)現(xiàn)爆炸后僅幾個小時就獲得了深入的觀測結(jié)果，”天體物理學跨學科探索與研究中心(CIERA)的Kerry Paterson說)領(lǐng)導研究團隊的美國西北大學)。“雙子座的圖像非常清晰，使我們能夠?qū)⑽恢镁_定位到特定的星系。”

美國國家科學基金會的漢斯·克里姆說：“這是時域天文學的一個很好的例子，涉及對一個迅速發(fā)展的事件進行非常迅速的跟蹤。”“雙子座的迅速反應對于迅速捕捉到這一事件至關(guān)重要，光學和紅外數(shù)據(jù)使多信使天文學更加興奮，在那里，對光，引力波，中微子和宇宙射線的觀察共同構(gòu)成了一個令人信服的故事。”

與雙子座觀測一起，該團隊使用位于夏威夷的WM凱克天文臺和位于亞利桑那州霍普金斯山的弗雷德·勞倫斯·惠普普天文臺的多鏡望遠鏡(MMT)進行了后續(xù)觀測。研究人員隨后利用智利的Gemini South紅外熱像儀和光譜儀FLAMINGOS-2獲得了宿主銀河系的光譜，從而確定了SGRB的距離。發(fā)現(xiàn)該物體距離我們約有100億光年，使其成為第二遙遠的已確認SGRB，并且是具有光學余輝檢測功能的最遙遠的高置信度SGRB。與在附近的宇宙中合并中子星引力波的檢測相比，SGRB是遙遠的類似物。

他說：“光譜中某些模式的識別以及來自三個天文臺的星系的顏色，使我們能夠精確地限制距離并將其固化為迄今為止Swift開展16年以來最遙遠的SGRB之一。”帕特森。

快速跟蹤來自Swift的爆破發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要。用望遠鏡無法及時觀察到許多SGRB，以捕獲光。余輝發(fā)出的光迅速消失，大型靈敏的望遠鏡可能需要相應的時間才能中斷其正常的觀測計劃，并移至新的目標以開始其后續(xù)觀測。

一旦用雙子座對SGRB進行了光學檢測，并確定了它的宿主星系，研究小組就能夠確定產(chǎn)生SGRB的星系中母體恒星種群的關(guān)鍵特性。

“執(zhí)行'法證'以了解SGRB的當?shù)丨h(huán)境及其星系的樣子可以告訴我們很多有關(guān)這些系統(tǒng)的基本物理知識，例如SGRB祖細胞的形成以及它們合并所需的時間。”西北大學方文輝和該研究的合著者。“我們當然沒想到會發(fā)現(xiàn)一個非常遙遠的SGRB，因為它們非常稀有和微弱，但我們感到驚喜!這激勵我們?nèi)ケM我們所能。

迄今已測量距離的43項高可信度SGRB中的大多數(shù)已發(fā)現(xiàn)離家較近。遙遠的SGRB提供了一種獨特的方法來研究宇宙更年輕時的相同類型的事件-宇宙中的繁忙時期是恒星快速形成且星系快速增長。添加另一個很遙遠SGRB的人口可能改變天文學家這些的了解事件，特別是需要多長時間兩顆中子星星合并，以及中子星合并這個時代的宇宙的歷史過程中的速度。方說：“在宇宙歷史的早期發(fā)現(xiàn)SGRB可能意味著至少某些中子星對可能需要相對迅速地聚集在一起。”

“借助適當?shù)耐h鏡資源和專門的后續(xù)設(shè)施(例如雙子座天文臺)，我們可以開啟發(fā)現(xiàn)遙遠的SGRB的新紀元，從而推動對過去事件的進一步研究，并對未來事件進行類似的后續(xù)行動， ”帕特森說。