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【瞭望】我国卫星精确探测迄今最亮伽马射线暴
文章来源:  2023-03-31
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   3月29日,中国科学院高能物理研究所(下称高能所)与全球40余家科研机构联合发布对迄今最亮伽马射线暴(简称伽马暴)GRB 221009A的研究成果。高能所牵头研制的慧眼卫星和极目空间望远镜成功地在硬X射线和软伽马能段对该伽马暴的瞬时辐射和早期余辉进行了国际最高精度的测量,不仅发现其具有迄今观测到的最大亮度,将伽马暴的亮度纪录提升了50倍,而且发现其各向同性能量也打破纪录,相当于在1分钟内释放8个太阳质量的全部能量,还揭示其产生了极为狭窄、极端明亮、接近光速运动的喷流,对这个千年一遇的天体爆发的研究作出了独特贡献。本项工作由中国科学院粒子天体物理重点实验室牵头的国际合作团队完成,成员来自中国、美国、意大利、法国、德国等的30余家研究机构,论文通讯作者为高能所熊少林研究员、张双南研究员以及美国内华达大学拉斯维加斯分校张冰教授。

  2022年10月9日,包括高能所牵头建造的空间和地面观测设备在内的全球众多天文设施均观测到这个迄今最亮的伽马暴。

  伽马暴是宇宙大爆炸之后最剧烈的爆炸现象,包括两种类型:一类产生于很大质量恒星的核心坍缩爆炸,持续时间通常长于2秒,此次发现的伽马暴即属于此类;另一类产生于两颗极端致密天体(中子星、黑洞等)的合并爆炸,持续时间通常短于2秒,并同时发出引力波。这两类天体爆炸均能产生一颗黑洞或中子星等极端致密天体,其通过极强引力吞噬周围物质并以接近光速从两极喷射物质,形成一对相反方向的喷流。喷流内部的激波或磁重联等过程加速带电粒子产生伽马射线辐射,称为瞬时辐射。喷流和周围的星际介质相互作用也能产生辐射,称为余辉。只有喷流恰好对准地球时,人类才有机会探测到这些辐射。

  自从1967年人类发现首个伽马暴以来,已探测到近万例伽马暴。我国专门为探测伽马暴和引力波电磁对应体而建造的极目空间望远镜和我国首台空间X射线天文望远镜慧眼卫星联合,在硬X射线和软伽马射线能段精确刻画了该伽马暴从前兆辐射到主暴、耀发以及早期余辉的各个关键阶段的辐射性质。其中,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,成功对该伽马暴极端明亮的主暴进行了完整而精确的探测。慧眼卫星配备的高能X射线望远镜凭借其在兆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。

  本项研究获得了科技部重点研发计划项目、国家自然科学基金等项目的资助。

引自瞭望2023.3.29版 原地址:http://lw.news.cn/2023-03/29/c_1310706570.htm


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