目睹巨型恒星辉煌灭绝科学杂志公布“拉索”新进展

发布时间：2023-06-15 10:45:28 所属栏目：外闻来源：

导读：见证超大型恒星辉煌去世的纪录《科学》杂志公布“拉索”新成果

2023年6月9日，全球顶级期刊《科学》杂志在线发表了一篇名为《极亮伽马射线爆221009A窄喷流的万亿电子伏特余辉》的文章。文章是来自高海拔

见证超大型恒星辉煌去世的纪录《科学》杂志公布“拉索”新成果

2023年6月9日，全球顶级期刊《科学》杂志在线发表了一篇名为《极亮伽马射线爆221009A窄喷流的万亿电子伏特余辉》的文章。文章是来自高海拔宇宙线观测站(LHAASO,简称“拉索”)对伽马射线暴进行的最新观测研究结果,称为GRB221009A。

约20亿年前，一颗比太阳重20多倍的“超级太阳”——大质量恒星燃烧完其核聚变燃料，瞬间坍缩引发巨大的爆炸火球，发出了一个持续几百秒的巨大“宇宙烟花”伽马射线爆。大量的万亿电子伏特高能伽马光子由火球与星际物质碰撞产生,穿越广阔宇宙飞向地球。

大约4分钟之后，这个伽马射线爆抵达了“拉索”的视场范围，6万多个伽马光子被“拉索”收集到。

伽马射线爆是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体爆炸现象，是指来自天空中某一方向的伽马射线突然增强的闪烁现象。伽马暴短至千分之一秒，长则数小时。“拉索”观测到的GRB 221009A是一个长爆，其亮度比以往最亮的伽马暴还要高几十倍以上。

拉索项目首席科学家、拉索国际合作组织发言人、中国科学院高能物理研究所研究员曹臻表示，“拉索”实现了其他实验没有达到的高能量波段光变过程的教科书式的完整观测，对理论模型的精确检验提供了实验基础。鉴于此次爆发有千年不遇的稀缺性，这个观测结果预期将在今后几十年甚至上百年内保持最佳。

值得一提的是，我国高海拔宇宙线观测站、高能爆发探索者卫星和慧眼卫星同时探测到了这个伽马暴，实现了跨越11个量级的宽能量范围天地协同观测。

“在过去几个月时间，很多国际上的同行都在翘首以盼我们的成果。”曹臻说。由于“拉索”记录到的是历史上最亮的一次伽马射线暴，所以很多研究者都很好奇，究竟它能够为研究者带来哪些新的认知？根据此次公布的成果可以看到，拉索的发现有多个首次：首次精确测量高能光子爆发的完整过程，首次测量到高能光子流量的快速增强过程，发现了此伽马射线爆历史最亮的秘密。

“拉索”收集到的信号细节表明，探测到的光子来源于主爆之后的后随爆炸。伽马射线爆事件的“主爆”，也称为瞬时辐射，是初始阶段巨大的爆炸，表现为强烈的低能伽马射线辐射。接近于光速的爆炸物与周围环境气体碰撞则产生“后随爆炸”，也称为余辉。“‘拉索’首次精确地观测了‘后随爆炸’的完整过程，记录了万亿电子伏特伽马射线流量增强和衰减的整个阶段。”曹臻解释说。

不仅如此，在后随爆炸过程中，“拉索”首次探测到光子流量的极速增强，论文通讯作者之一、中国科学院高能物理研究所研究员姚志国说。爆炸不到两秒的时间内流量增强了100多倍，之后的缓慢增长行为却符合后随爆炸的预期特征。早期如此快速的增强现象超出了以往理论模型的预期。究竟存在着什么样的机制？此次发表的观测结果将会引发科学界对伽马射线暴能量注入、光子吸收、粒子加速等机制的深入探讨。

“‘拉索’国际合作组发表论文时，每一个成员都需要签名确认。”曹臻表示，“这是合作组一开始就商定好的。”

目前，已有32个国内外天体物理研究机构成为拉索的国际合作组成员单位，合作组的成员利用“拉索”观测数据开展粒子天体物理研究，同时进行宇宙学、天文学、粒子物理学等众多领域基础研究。

中国科学院高能物理研究所曹臻研究员是拉索项目的首席科学家、拉索国际合作组发言人，组织与主持拉索的实验观测与各项科学研究工作。国际发布伽马暴GRB 221009A预警后，曹臻迅速组织多个团队开展了数据分析与理论解释工作。他带领团队在全球范围内发布了近百篇相关文章，其中包括nature、science、naturecommunications等国际顶级期刊。

（编辑：驾考网）

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