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中国观测到迄今最亮伽马射线暴,打破多项观测记录

导读近日,中国科学院高能物理研究所负责建设和运行管理的中国高海拔宇宙线观测站、“高能爆发探索者”和“慧眼”卫星等三大科学装置,通过天地联合,同时探测到迄今最亮的编号GRB 221009A伽马射线暴,打破了伽马射线暴光子最高能量、最亮伽马射线等人类观测宇宙中伽马射线暴的多项记录。

平潭体育网 www.ptrczp.com 近日,中国科学院高能物理研究所(中科院高能所)负责建设和运行管理的中国高海拔宇宙线观测站(LHAASO,昵称“拉索”)、“高能爆发探索者”(HEBS)和“慧眼”卫星(Insight-HXMT)等三大科学装置,通过天地联合,同时探测到迄今最亮的编号GRB 221009A伽马射线暴,打破了伽马射线暴光子最高能量、最亮伽马射线等人类观测宇宙中伽马射线暴的多项记录。

“慧眼”卫星观测迄今最亮的伽马射线暴GRB 221009A,绿色点线代表望远镜指向的扫描轨迹。 中科院高能所 供图

这次发现比以往最亮伽马射线暴亮10倍以上

中科院高能所介绍说,史上最亮的GRB 221009A伽马射线暴,于北京时间10月9日21时17分被该所三大科学装置同时探测到。本次观测中,“拉索”将伽马射线暴光子最高能量记录提升近20倍,在国际上首次打开10万亿电子伏波段的伽马射线暴观测窗口,并与“慧眼”卫星和“高能爆发探索者”观测一起,发现这个宇宙事件比以往人类观测到的最亮伽马射线暴亮了10倍以上。

伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象,首次发现于上世纪60年代。伽马射线暴短至几毫秒,长达数小时,释放的能量超过太阳在其一生辐射能量的总和。持续时间较长的伽马射线暴产生于比太阳大几十倍的恒星星体坍缩爆炸,而持续时间较短的伽马射线暴则产生于两个致密天体(如黑洞或中子星)合并爆炸,后者还可能伴随发射引力波。

得益于中科院高能所近些年天地一体化观测能力建设的高速发展,尤其是“拉索”的成功建造和运行占据国际领先地位,使中国首次实现对伽马射线暴的天地多手段联合观测,并独家实现从最高的十几万亿电子伏光子(“拉索”)到百万电子伏伽马射线(“高能爆发探索者”)和千电子伏X-射线(“慧眼”卫星)的多谱段精细测量,跨越9个量级。

高能物理学家认为,这些观测结果打破了多项伽马射线暴观测的记录,对于揭示伽马射线暴的爆发机制具有重要价值。

中科院高能所研究团队表示,这次“拉索”在千亿电子伏以上的甚高能区记录到几万个光子信号,将给出伽马射线暴最高能段的光变曲线最精细的测量。凭借先进的探测器设计,“高能爆发探索者”成功对GRB 221009A伽马射线暴的软伽马射线光变特征进行高精度观测,完美展现出初期爆发和后随闪耀的演化过程。“慧眼”卫星的高能、中能和低能X射线望远镜首次在伽马射线暴观测中同时探测到信号,而且因为“慧眼”卫星当时正在扫描观测该天区,从而对这个迄今最亮伽马射线暴的余辉进行了及时监测。这些能量相差上十亿倍的测量结果,对于建立正确的伽马射线暴爆发机制模型极为重要。

“拉索”是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施,由中国自主提出并设计建造。该观测站位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,主体工程于2021年7月完成建设并投入科学运行,是目前世界上灵敏度最高的超高能伽马射线天文台,其运行开启了“超高能伽马天文学”观测时代。捕捉和高统计量观测伽马射线暴是“拉索”重要科学目标之一,此次亮度空前的爆发正好发生在“拉索”视场的中心附近,为完成该项科学目标奠定了强大的观测基础。

“慧眼”卫星是中国第一颗空间X射线天文卫星,于2017年6月发射运行,在轨观测5年多来已在黑洞、中子星、快速射电暴等方面取得一大批重要原创成果。

“高能爆发探索者”于2022年7月发射,是中国近期发射的空间新技术试验卫星的主要科学载荷之一,它采用“怀柔一号”卫星所开创的新型探测技术以及基于北斗短报文的准实时星地通讯方案,能够迅速下传观测数据。“高能爆发探索者”目前处于在轨测试阶段,预期将获得更多重要成果。

什么是伽马射线暴?

伽马射线暴是已知宇宙中最强的爆射现象,理论上是巨大恒星在燃料耗尽时塌缩爆炸或者两颗邻近的致密星体(黑洞或中子星)合并而产生的。伽马射线暴短至千分之一秒,长则数小时,会在短时间内释放出巨大能量。如果与太阳相比,它在几分钟内释放的能量相当于万亿年太阳光的总和,其发射的单个光子能量通常是典型太阳光的几十万倍。

以上就是小编的分享,希望可以帮助到大家。

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