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揭開最亮“宇宙煙花”的秘密

甘孜日報    2023年06月20日

“拉索”完整記錄迄今最亮伽馬暴高能輻射全過程,《科學》雜志發表最新成果

航拍“拉索”。 中科院高能所供圖

●這次伽馬射線暴恰好落在“拉索”的最佳觀測范圍內,如果錯過了這次機會,人類可能還要再等上千年甚至上萬年

●此次觀測到的是一個典型內亮外暗噴流的最明亮的核心,挑戰了人類對宇宙的已有認知

我國高海拔宇宙線觀測站“拉索”完整記錄了迄今最亮伽馬暴GRB 221009A的萬億電子伏特伽馬射線爆發全過程,“拉索”國際合作組在此基礎上取得一系列觀測研究成果,刷新了對伽馬暴的認知。相關 成 果 ——《極 亮 伽 馬 射 線 暴221009A窄噴流的萬億電子伏特余輝》日前在國際學術期刊《科學》在線發表。

伽馬暴是宇宙大爆炸之后最劇烈的爆炸現象。約20億年前,一顆比太陽重20多倍的大質量恒星燃燒完其核聚變燃料,瞬間坍縮引發巨大的爆炸火球,發出了一個持續幾百秒的巨大“宇宙煙花”,這就是GRB 221009A。2022年10月9日,全球眾多天文設施均觀測到它,其中位于四川的“拉索”收集到6萬多個伽馬光子,經過幾個月的分析,科學家們終于揭開了這場爆炸的面紗。

“這是千年一遇的歷史性事件。”美國內華達大學拉斯維加斯分校教授張冰表示,此次伽馬射線暴具有極端的亮度和相對較近的距離,爆炸發生在距離地球約24億光年以外,其亮度足以照亮整個宇宙,“上一次極亮伽馬射線暴發生的時候,或許是在一萬年前。”

“人類是極其幸運的。”北京師范大學教授高鶴感嘆,這次伽馬射線暴恰好落在“拉索”的最佳觀測范圍內,而“拉索”也不負眾望,在高能段完整記錄了這次伽馬射線暴的全過程。如果錯過了這次機會,人類可能還要再等上千年甚至上萬年。

最新觀測研究成果,解答了不少天文學家的疑問。論文通訊作者之一、南京大學教授王祥玉告訴記者,“拉索”觀測表明,高能輻射在起爆之后不到10分鐘的某個時刻,亮度突然快速減弱,光變曲線出現拐折現象,這可以解釋為爆炸后的拋射物是噴流狀的結構,而計算出的噴流張角極小,僅0.8度,“這意味著此次觀測到的是一個典型內亮外暗噴流的最明亮的核心。”

這次觀測,也挑戰了人類對宇宙的已有認知。“拉索”項目首席科學家、中科院高能物理研究所研究員曹臻介紹,“拉索”首次精確觀測了“后隨爆炸”高能輻射的完整過程,記錄了萬億電子伏特伽馬射線流量增強和衰減的整個階段。鑒于“千年不遇”的稀缺性,這個觀測結果預期將在今后很長時間內保持最佳。

四川日報記者 吳憂



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