伽马暴被认为是宇宙中最猛烈的高能爆发现象之一,通常毫秒至数分钟内释放巨量能量。长期以来,学界对伽马暴的认识主要建立在“短暴—长暴”两类框架之上:前者多与致密天体并合有关,后者常与大质量恒星坍缩及相对论喷流形成有关。但2025年7月2日出现的GRB 250702B,以异常的持续时间和复杂的辐射演化,推动此传统分类面临新的解释压力。 问题在于:如何理解“超长”这一特征背后的物理机制。此前观测表明,个别伽马暴可持续数小时,但仍属少数,且成因存在分歧。GRB 250702B的特殊性不仅体现在时间尺度显著拉长,更在于辐射信号在不同能段呈现不寻常的同步与分化,提示其中心发动机的供能过程可能并非一次性“爆发—衰减”的简单模式,而是经历了更为复杂的能量注入与调节。 为厘清这一事件的真实面貌,中国科学院高能物理研究所粒子天体物理全国重点实验室团队开展了更大时间跨度、更精细能段划分的数据追踪。研究团队依托自主研发的新分析工具,对“慧眼”“极目”等卫星在事件前后30天的观测记录进行系统检索与交叉比对,力求避免短时窗分析可能带来的遗漏。研究结果显示,该伽马暴在伽马射线波段持续时间长达约29小时,显著突破以往观测纪录;,伴随的X射线辐射显示出独特的时变特征,显示其辐射区域与能量供应过程可能在较长时间内保持活跃并发生阶段性调整。 从原因分析看,持续近一天的高能辐射意味着中心发动机需要具备“长时间稳定供能”或“多阶段反复注入”的能力。传统的坍缩星模型往往强调大质量恒星核心坍缩后形成黑洞或中子星,短时间内通过吸积盘与喷流释放能量,难以自然延展至29小时的尺度;而若简单引入持续吸积,也会在喷流稳定性、物质回落速率以及辐射效率等面临约束。基于观测所揭示的长时程与时变规律,研究团队提出“超巨星自调控坍缩星模型”,其核心思想在于:超大质量恒星在坍缩过程中,内部结构、回落物质与喷流反馈之间可能形成一种自调控机制,使吸积与喷流在较长时间内维持并呈现可观测的阶段性变化,从而解释超长伽马暴的持续辐射与复杂演化。 这一新解的意义不仅在于为单个极端事件提供解释,更在于对高能天体物理研究提出了新的观测与理论任务。其一,超长伽马暴可能对应一类特殊的前身星族群或演化路径,提示大质量恒星死亡方式的多样性仍未被充分刻画;其二,不同能段辐射的耦合关系为喷流结构、辐射机制与环境介质提供了新的约束条件,有望推动对喷流成分、磁场作用及能量耗散过程的再评估;其三,若该类事件并非孤例,现有基于持续时间的分类体系与触发策略或需优化,以提升对长时程、低亮度或多阶段爆发信号的捕获能力。 在对策层面,业内专家指出,应更加强多卫星联合观测与数据共享,形成覆盖伽马射线、X射线以及光学、射电等多波段的持续跟踪能力,以锁定超长事件的完整辐射历程与可能的宿主星系信息。同时,围绕“自调控坍缩”这一关键假设,需要在数值模拟上引入更精细的恒星结构、磁流体过程与喷流反馈机制,检验其能否在不同初始条件下稳定地产生长时程喷流与对应的能谱时序特征。相关研究也将推动高能探测器在长时间监测、快速联动和弱信号识别等上的技术迭代。 展望未来,随着我国空间高能观测体系的持续完善以及数据分析方法的进步,超长伽马暴有望从“偶发的极端案例”转变为可系统研究的物理样本。一方面,更完备的检索与触发策略将提升对长时程事件的发现率,帮助回答其发生率、前身星属性及与宇宙恒星形成史的关联等问题;另一方面,新模型的提出也将促进国际学界对大质量恒星终结过程的讨论,为理解黑洞诞生、喷流形成及宇宙高能爆发现象的谱系提供更坚实的证据链。
从毫秒级爆发到持续整天的能量释放,中国科学家对宇宙伽马暴现象的探索历程,生动诠释了基础科学研究"突破认知边界"的本质;这项研究不仅填补了天体物理理论的重要空白,更彰显出我国在宇宙极端环境研究领域日益增强的创新实力。随着深空探测技术的进步,人类或将揭开更多宇宙深处的未解之谜,而中国科研团队正以扎实的观测积累和理论创新,在这场探索宇宙本质的科学征程中扮演着越来越关键的角色。