伽马射线暴 （GRB） 是宇宙中最明亮、能量最高的光爆发。据美国宇航局称，由一次巨大的宇宙爆炸释放出的单个 GRB 能够发出比地球太阳光亮约 100 万亿倍的光——而且，在大多数情况下，科学家们无法解释它们为什么会发生。
部分问题在于，所有已知的 GRB 都来自非常非常遥远的地方——通常距离地球数十亿光年。有时，伽玛暴的母星系是如此遥远，以至于爆发的光似乎根本不存在，短暂地从黑色、空旷的天空中闪烁出来，几秒钟后消失。这些“空空”伽马射线爆发，正如一些天文学家所称的那样，60 多年来一直是一个持续的宇宙之谜。但是现在，9 月 15 日发表在《自然》杂志上的一项新研究为强大爆发的起源提供了令人信服的数学解释。
根据研究人员——他们模拟了伽马射线和其他强大能源（如宇宙射线）之间的相互作用——所有那些模糊的空空爆发可能是遥远星系盘中大规模恒星爆炸的结果。
“我们模拟了宇宙中所有星系的伽马射线发射……并发现它是恒星形成的星系产生了大部分伽马射线辐射。”该研究的主要作者、堪培拉澳大利亚国立大学的天体物理学家马特·罗斯在一份声明中说。
天文学家倾向于对空天伽马射线之谜的两种主要解释。一种解释是，当气体落入位于宇宙中所有星系中心的超大质量黑洞时，就会产生射线。在这种情况下，当气体粒子被吸进黑洞时，一小部分逃逸出来，而是以接近光速的大物质射流辐射出去。人们认为这些强大的喷流可能是伽马射线爆发的原因。
另一种解释指向称为超新星的恒星爆炸。当大恒星耗尽燃料并在这些猛烈的超新星中爆发时，它们可以将附近的粒子以接近光速的速度炸开。这些被称为宇宙射线的高能粒子然后可能与散布在恒星之间的气体腹地的其他粒子碰撞，产生伽马射线。
在他们的新研究中，研究人员通过模拟宇宙射线和星际气体在各种类型的恒星形成星系之间的相互作用，专注于第二种解释。他们发现伽马射线的发射率受几个关键因素的影响，包括星系的大小、恒星形成的速度（影响超新星的速度）和每颗超新星产生的宇宙射线的初始能量。
一旦团队有了一个模型来预测各种大小星系的伽马射线暴发生率，他们就将他们的模型与美国宇航局费米伽马射线太空望远镜编制的伽马射线辐射真实调查进行了比较。研究人员发现，他们的计算与观测结果相符，并且恒星形成星系中的超新星可以解释大多数（如果不是全部）空天伽马暴。
“这是一个重要的里程碑，最终发现这种伽马射线发射的起源，解开了天文学家自 1960 年代以来一直试图破译的宇宙之谜。”罗斯说。
研究人员补充说：“黑洞可能仍然是我们卫星接收到的一些伽马射线的原因。”但是当涉及到神秘的空天伽玛暴时，饥饿的黑洞是完全没有必要的；宇宙遥远角落的爆炸恒星足以解释这一现象。
