感謝史威福（Swift）和HETE-2觀測衛星的幫忙，天文學家終於逼近了一個天文懸
案的答案：瞬時伽瑪射線爆發（gamma-ray bursts，GRBs）的起源究竟為何？天文
學家觀測到一次發生在7月24日的爆發，結果顯示目前現行的GRBs理論應是正確的：
雙星系統中，若子星皆為中子星，或一為黑洞、一為中子星等緻密天體的話，當它
們相互靠近而合併的時候，便會發生伽瑪射線爆發。
GRBs首度發現於1960年代，目前已知85％的GRBs爆發延續時間僅2秒～數分鐘，另有
15％的爆發延續時間則少於2秒鐘。1990年代末期至2000年代初期，荷蘭與義大利合
作發射之BeppoSAX衛星，曾非常快速的捕捉到幾個「長時間」的GRBs，使得天文學
家能馬上接續進行爆發餘輝（afterglows）的觀測，觀測結果證實這些異常劇烈的
爆發事件，都是因為大質量恆星的核心重力塌縮成黑洞而造成的：當大質量恆星塌
縮成黑洞的過程中，向內掉落的物質會因磁場而在恆星兩極形成速度幾近光速的高
速噴流，噴流中的震波因而產生大量的伽瑪射線。
不幸的是，BeppoSAX並不能快速地正確指向瞬時GRBs的精確位置，因此瞬時GRBs的
後續觀測全部付之闕如。這個狀況終於在史威福衛星升空之後改觀。史威福衛星曾
在今年5月9日偵測到一次瞬時GRBs（天文速報2005.05.12新誕生的黑洞？），觀測
到一個古老橢圓星系外圍一個發生時間非常短暫的爆發事件的X射線餘輝，分析結果
顯示與「合併理論」相當符合。雙星系統中的兩顆緻密天體的軌道距離會逐漸縮減
，約在至少1億年之後，這兩顆緻密天體最終可能會相互合併成一顆天體。在這段期
間，雙星系統可能早就已經遠離原來誕生的地方了。相反地，長時間的GRBs通常會
待在他們原本的恆星形成區附近，這是因為引起長時GRBs的大質量恆星通常壽命都
很短，還來不及離開它的出生地就已經「掛了」。
7月24日，史威福再度測到另一個瞬時GRB的精確位置。卡內基天文台（Carnegie
Observatories）的Edo Berger等人馬上利用6.5米麥哲倫望遠鏡（Magellan Tele
-scope）、40吋Swope望遠鏡和超大電波望遠鏡陣列等進行餘輝觀測。由於這次爆
發事件的餘輝消散時間長達35小時，使得Berger等人可以確認這次事件發生在約30
億光年遠的古老橢圓星系中，而餘輝發生地點則離星系中心約8000光年遠，此處並
非活躍的恆星誕生區。
此外，由可見光和電波觀測到的餘輝消散形式，這些天文學家認為曾有短暫的噴流
將能量大量噴射到周圍的物質上，這也符合合併理論的預測：雙星系統中兩緻密子
星合併時，會在兩極方向噴出少量物質，產生短暫的噴流。此外，他們發現7/24的
瞬時GRB爆發的能量比一般典型長時GRB的能量還小10～1000倍左右，這點也符合合
併理論的預測。
史威福衛星並不是NASA唯一用來觀測短暫GRB的工具。另一艘HETE-2衛星也曾在7/7
捕捉到一次瞬時GRB，但這次爆發事件的後續可見光和X射線觀測到的餘輝，是位在
一個鄰近星系中的星系形成區中--這可不是恆星會敲喪鐘的地點，當然也不是合併
理論偏愛的地方！
按理來說，不論何種類型與年齡的星系，都應該會有可能會發生合併的緻密雙星系
統。我們銀河系中至少有一半以上的已知中子星雙星系統，最後都可能會合併。所
以，瞬時GRB爆發不應該只發生在橢圓星系中。
不過，雖然5/9和7/24的爆發事件都提供強烈證據證明：瞬時GRBs來自合併過程，但
有些天文學家指出：銀河中磁星--具有強烈磁場的中子星，也可能會引起強烈的爆發
，例如SGR 1806-20的爆發事件（天文速報2005.02.20天文史上銀河系最劇烈的爆發
）便與瞬時GRBs的許多特徵相同，而史威福觀測衛星有能力可以觀測到2億光年遠的
星系中所發生的磁星爆發現象。
雖然關於GRB謎題的解答還是具有爭議，但至少近期的觀測資料比較偏向瞬時GRB的來
源是緻密天體合併引起的，而且確定瞬時GRB的來源必定與長時GRB不同。天文學家們
現在只能覬覦能發現一個非常清楚的瞬時GRB爆發事件的對應天體，才能解決這個爭議。
資料來源：
http://www.nasa.gov/vision/earth/environment/sea_ice.html, 2005.08.16
* 轉載自臺北天文館
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