千年一遇的迄今最亮伽马射线暴 我国卫星怎样精确探测？
发布时间：2023-03-29 12:33:43 所属栏目：动态 来源：
导读：中国科学院高能物理研究所与全球40余家科研机构联合发布对迄今最亮伽马射线暴GRB 221009A的研究成果。
伽马射线暴是宇宙中最明亮、最具能量的天体爆发现象。曾经科学家也无法解释它们为什么会发生，部分原因在于，
伽马射线暴是宇宙中最明亮、最具能量的天体爆发现象。曾经科学家也无法解释它们为什么会发生，部分原因在于，
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中国科学院高能物理研究所与全球40余家科研机构联合发布对迄今最亮伽马射线暴GRB 221009A的研究成果。 伽马射线暴是宇宙中最明亮、最具能量的天体爆发现象。曾经科学家也无法解释它们为什么会发生，部分原因在于，所有已知的伽马射线暴都来自非常非常遥远的地方——通常距离地球数十亿光年，以至于难以确定它来自哪里，于是伽马射线暴一度是宇宙之谜。 经历了漫长的探索，直到1997年，科学家破解了伽马射线暴的距离之谜。中科院高能所粒子天体物理中心副主任、研究员，极目空间望远镜首席科学家熊少林介绍，伽马射线暴的产生机制有两种类型，一类产生于大质量恒星的核心坍缩爆炸，持续时间通常长于2秒。 熊少林说：“大质量恒星像超新星爆炸，中间可能会形成一个黑洞，黑洞的引力非常强，它就会把一部分物质吞噬掉，但它们也不一定会把所有的物质全都吃掉，而是会向两极方向喷出来一些物质，并且它的喷射速度非常快，接近光速，那么喷射出来的东西我们叫它喷流，像喷泉一样，喷流里边可能会发生剧烈的物理过程，产生高能辐射，这就是我们看到的伽马射线的辐射，喷流跟外面的物质相互作用又能产生更多辐射，我们叫做余辉。” 只有喷流恰好对准地球时，人类才有机会探测到这些辐射。此次发现的伽马暴就产生于恒星的死亡爆炸。除此之外，这些年来科学家还发现了另外一种类型的伽马射线暴，它是由两个致密天体绕转并合产生的，这种天体通常被叫做中子星或者黑洞，它们在绕转并合到最后相撞在一起，也会产生爆炸和喷流。 听到这里，一定会有人想问，为什么叫“伽马射线”呢？熊少林解释说，因为它在伽马射线波段辐射是最强的，能量也是最多的，“这个辐射就是来自喷流里面产生的，当喷流跟外面星际介质相互作用的时候，它会产生更多的辐射，这个辐射的能段更宽，比如说还可以产生射电辐射，可见光（就是我们照明的光），还能产生X射线、伽马射线，甚至能产生超高能的辐射（这是高能所的重大设施‘拉索’的一个重大成果），所以总的来讲就是伽马射线的辐射是比较多、比较复杂的。我们这次发布的慧眼卫星和极目空间望远镜是对瞬时辐射和早期余辉的发现成果。” 事实上，伽马射线暴并不罕见，迄今为止人类已经探测到了近万例伽马射线暴。但是极端明亮的伽马射线暴，往往被认为是特殊重要的。因为明亮的好处是有助于人类更好地观测它,从而进行更加仔细的研究,以进一步了解伽马射线暴形成的机制。 “千年一遇和万年一遇是一个什么样的概念？你想想在上一次发生的时候，如果是一千年的时候，那么我们当时还正在宋朝，如果是一万年，我们当时还是山顶洞人的时候。而这样一个伽马暴正好是发生在这个时候，人类进入了能够观测伽马射线暴的时代，而且中国有两架空间望远镜可以同时观测它，光这一件事情就已经是非常难得了。”张冰说。 之所以能做到精确探测，是因为在此期间，极目空间望远镜正好处于能够记录极高伽马射线流强的特殊观测模式，避免了因极端亮度而容易产生的各种仪器效应（包括数据饱和丢失、信号堆积、死时间过大等），成功对该伽马暴极端明亮的主爆进行了完整而精确的探测。而慧眼卫星配备的高能X射线望远镜凭借其在超电子伏能区最大的有效面积，成功探测到该伽马暴，并获得了其前兆辐射和早期余辉的高质量数据。 “当它爆发的主峰过去之后，进入了比较暗的余辉阶段的时候，这会儿慧眼卫星大面积发挥优势了，我们反而把它这块比较暗的这一部分又精确地给测量出来了。我们既发挥了极目空间望远镜（GECAM-C）能够容忍爆，没有被‘亮瞎眼’，又发挥了慧眼卫星在它比较暗了之后，又精确地做了测量，给它结合起来。 除此之外，张冰教授介绍，该伽马暴的余辉由慢衰减到快衰减的拐折出现得非常早，意味着形成伽马射线的喷流非常窄小，是人类观测到的最狭窄的伽马射线暴喷流之一。研究团队认为，极为狭窄的喷流可能是伽马暴看上去极端明亮的原因之一。这一发现为我们理解伽马射线暴提供了新的视角。 张冰说：“什么样的一个中心引擎，可以在1分钟内把8个太阳的质量全部转化为能量，几乎是不可能的。所以我们说它是一个有史以来最亮的，实际上是两个层次。在慧眼和极目之前，大家都是说观测到它是有史以来最亮，那么通过观测我们做到本质上它也是有史以来最亮的。在余辉的数据中找到了拐折，可以推测较窄喷流的存在。那么总结起来这次慧眼和极目的观测研究，对于深入理解伽马暴这种极端宇宙的爆发现象提供了崭新视角。” （编辑：汽车网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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