(CNN)——在寻找宇宙中最明亮、最强大的爆炸之一的来源的过程中，天文学家发现了恒星死亡的一种新的混乱方式。
2019年10月19日，美国宇航局的尼尔·格雷斯·斯威夫特天文台首次探测到明亮的伽马射线闪光。爆炸持续了一分钟多一点，就像任何持续超过两秒的伽马射线爆发(GRB)一样，被认为是很长的时间。
大多数伽马射线暴可以追溯到质量至少为太阳10倍的恒星的坍缩，或者中子星之间的合并——大恒星爆炸后留下的密集残留物。
但2019年10月的GRB 191019A爆发来自不同的来源，揭示了一种理论上但从未观察到的恒星死亡类型。
天文学家认为，当恒星，或者可能是恒星的残骸，在一个古老星系中心的超大质量黑洞附近的密集拥挤的环境中相撞时，爆发就发生了。周四发表在《自然天文学》杂志上的一项研究详细介绍了这一发现。
西北大学温伯格艺术与科学学院物理与天文学助理教授方文辉在一份声明中说:“每100个符合传统伽玛射线暴分类方案的事件中，至少有一个奇怪的事件让我们陷入困境。”“然而，正是这些奇怪的现象告诉我们，宇宙爆发的多样性是多么惊人。”
恒星是如何死亡的
随着时间的推移，天文学家已经观察到恒星死亡的三种主要方式，这取决于它们的质量。像太阳这样的低质量恒星随着年龄的增长会脱落外层，最终成为死亡的白矮星。
大质量恒星燃烧其核心的类似燃料的元素，并在超新星爆炸中破碎。这些猛烈的、破坏性的爆发会留下密集的残留物，比如中子星，或者导致黑洞的产生。
第三种形式的恒星死亡发生在中子星或黑洞在双星系统中开始相互绕轨道运行，并螺旋向彼此靠近，直到它们发生碰撞和爆炸。但天文学家可能需要在清单上增加第四种情况。
“我们的研究结果表明，恒星可以在宇宙中一些密度最大的区域消亡，在那里它们可以被驱使碰撞，”该研究的主要作者、荷兰奈梅亨内梅亨大学的天体物理学教授安德鲁·莱万在一份声明中说。“这对于理解恒星如何死亡和回答其他问题来说是令人兴奋的，比如什么意想不到的来源可能会产生我们可以在地球上探测到的引力波。”
引力波，即时空涟漪，最早由阿尔伯特·爱因斯坦预测，并于2016年首次探测到，可能发生在中子星或黑洞碰撞时。
为什么古老的星系可以隐藏恒星的死亡
在寻找伽马射线暴起源的过程中，天文学家利用位于智利的双子座南望远镜观测了宇宙爆炸的余辉。他们的观测指向了一个距离一个古老星系核心不到100光年的地方。
但超新星的迹象却不见了。
该研究的合著者、西北大学天文学博士生吉利安·拉斯纳贾德在一份声明中说:“GRB 191019A长爆发中没有超新星，这告诉我们这次爆发不是典型的大质量恒星坍缩。”“GRB 191019A的位置嵌入宿主星系的核心，对引力波发射源如何形成的预测提出了一个尚未得到证实的理论。”
古老的星系可能有数十亿年的历史，并不是活跃恒星形成的中心。但在它们的核心，这些古老的星系充满了恒星和白矮星、黑洞和中子星等残骸。与更年轻、更典型的星系相比，古老星系的核心可能有多达100万颗甚至更多的恒星。
天文学家认为，恒星碰撞很可能发生在这些密集的区域，尤其是靠近银河系中心超大质量黑洞的强大引力。研究人员将其比作一场爆破德比，黑洞的引力影响可以使恒星向不同方向移动，最终在灾难性的爆炸中相撞。
但直到现在，他们还没有证据表明任何来自古老星系的长伽马射线爆发。
如果古代星系中心的混乱环境可以导致恒星碰撞，释放出明亮、强大的伽马射线，为什么天文学家以前没有看到它们?
研究人员认为，这些古老星系的中心被大量的气体和尘埃所掩盖，这可能会掩盖伽马射线爆发。这意味着2019年的世界杯是个例外。
“虽然这是第一次发现这样的事件，但可能还有更多的事件被星系附近的大量尘埃所隐藏，”方说，他也是西北大学天体物理学跨学科探索与研究中心的成员。“事实上，如果这个持续时间很长的事件来自于合并的致密天体，那么它就会导致grb数量的增加，从而打破我们的传统分类。”
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