【导语】

天文学家利用美国宇航局（NASA）钱德拉X射线天文台及多台空间望远镜，对一场名为GRB 230906A的短时伽马射线暴进行了联合观测，并将其源头锁定在一颗嵌入广阔星际气体流中的暗淡矮星系内。研究团队指出，这一结果表明，中子星合并并非只发生在中大型星系的明亮区域，也可能出现在极其微小且偏离星系中心的环境中。

事件与观测

GRB 230906A于2023年9月6日被探测到，距离地球约47亿光年。观测显示，这次伽马射线暴来自一颗体积极小、亮度极低的星系，该星系位于一条长约60万光年的星际气体流之中。

研究团队使用了包括钱德拉X射线天文台、费米伽马射线空间望远镜、尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台以及哈勃太空望远镜在内的多台NASA望远镜开展联合观测。费米望远镜首先通过伽马射线暴爆发的特征信号发现了这一事件，随后天文学家借助行星际网络对其位置进行了初步确定，再利用钱德拉、斯威夫特和哈勃的高分辨率成像对源头进行了精确定位。

卡内基梅隆大学博士后研究员Brendan O’Connor表示，钱德拉提供的精确X射线位置是本次研究的关键。在获得准确坐标后，哈勃的高灵敏度成像在该位置揭示出一颗极其微小且暗淡的星系。研究人员称，正是多台望远镜提供的不同信息被整合在一起，才得以完成此次定位工作。

中子星合并的非常规环境

中子星是大质量恒星耗尽燃料后坍缩并爆炸所留下的致密核心，体积虽小，但质量略高于太阳，被认为是宇宙中最极端的天体之一。近年来，天文学家已在中等或大型星系内多次观测到两颗中子星合并的证据。

本次研究则显示，中子星碰撞也可能发生在微小星系中。宾夕法尼亚州立大学天文学家Simone Dichiara表示，这一发现改变了人们对中子星碰撞典型发生地点的认识，可能为解决天体物理学中的两个重要问题提供线索。

研究团队指出，GRB 230906A所在的矮星系嵌入一条大尺度气体流中。这条气体流被认为是在数亿年前一组星系发生碰撞时形成的，当时星系中的气体和尘埃被剥离并遗留在星际空间。罗马大学天文学家Eleonora Troja形容，这一场景类似于“碰撞中的碰撞”：星系间的相互作用触发了一波恒星形成，经过数亿年演化，最终产生并合并成这次被观测到的中子星系统。

伽马射线暴“无宿主星系”之谜

研究人员指出，这一发现可能有助解释为何部分短伽马射线暴似乎缺乏可见的宿主星系。观测结果显示，GRB 230906A的宿主星系极其微小且暗淡，若仅依赖大多数地面光学望远镜的成像能力，难以将其识别出来。

Dichiara表示，这一结果为“部分伽马射线暴为何看起来不属于任何星系”提供了一个可能的解释：这些爆发的宿主星系可能存在，但亮度过低、尺度过小，以至于在常规观测中被忽略。

重元素分布的线索

本次观测还被认为与重元素在星系外围的分布问题相关。天文学家此前在远离星系中心的恒星中发现了黄金和铂金等元素，而这些恒星通常被视为较老，形成时所处气体环境中重元素含量较低，因为由超新星爆炸带来的重元素富集时间相对较短。

研究指出，两颗中子星的合并可通过一系列核反应产生黄金和铂金等重元素。天文学家在2017年一场记录详尽的中子星合并事件中曾直接见证这一过程。类似GRB 230906A的事件可能在星系边缘产生并抛射这些重元素，使其混入周围气体中，进而被后续世代的恒星吸收，从而在远离星系中心的恒星中留下重元素的痕迹。

其他可能性与研究发表

研究团队也提出了另一种可能解释：GRB 230906A的爆发位置或许位于该星系群后方的一颗更遥远星系中。不过，研究人员表示，与“源自嵌入气体流中的微小星系”这一情形相比，这一替代方案的可能性较低。

相关成果已发表于《天体物理学杂志快报》，论文题为《碰撞中的碰撞：钱德拉精确定位短伽马射线暴230906A于特殊环境中》（Collision in a Collision: Chandra Localizes the Short GRB 230906A to a Special Environment），作者为S. Dichiara等，刊号为ApJL 999, L42，DOI为10.3847/2041-8213/ae2a2f。