記錄大質(zhì)量恒星死亡過(guò)程中萬(wàn)億電子伏伽馬射線爆發(fā)的全過(guò)程
來(lái)源：骨軟筋酥網(wǎng)
時(shí)間：2025-12-09 07:59:25
LHAASO在超過(guò)250個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的顯著性水平上檢測(cè)到GRB 221009A。信用:IHEP
（神秘的大質(zhì)電伏的全地球uux.cn）據(jù)中國(guó)科學(xué)院（劉佳）：2023年6月8日,《科學(xué)》雜志在線發(fā)表了來(lái)自大型高空空氣簇射天文臺(tái)(LHAASO)的名為GRB 221009A的伽馬射線爆發(fā)(GRB)的新研究結(jié)果。這項(xiàng)名為“在極其明亮的量恒GRB 221009A中來(lái)自狹窄噴流的萬(wàn)億電子伏余輝”的研究由LHAASO國(guó)際合作完成。
大約20億年前，星死一顆比太陽(yáng)重20多倍的亡過(guò)萬(wàn)億大質(zhì)量恒星耗盡了其核燃料的聚變能量，瞬間坍縮，程中引發(fā)了大爆炸，伽馬過(guò)程從而釋放出被稱為伽馬射線爆發(fā)(GRB)的射線準(zhǔn)直宇宙煙火爆發(fā)，持續(xù)了數(shù)百秒。記錄
火球和星際物質(zhì)碰撞產(chǎn)生的大質(zhì)電伏的全高能伽馬射線光子穿過(guò)浩瀚的宇宙，直奔地球。量恒2022年10月9日晚，星死美國(guó)東部時(shí)間13:20:50，亡過(guò)萬(wàn)億這些光子到達(dá)LHAASO的程中視野，在那里收集了超過(guò)60，伽馬過(guò)程000個(gè)伽馬射線光子。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的分析，科學(xué)家們終于揭開(kāi)了這次爆炸事件的細(xì)節(jié)。
LHAASO首次精確測(cè)量了GRB余輝中高能光子的整個(gè)光變曲線
LHAASO收集的光子通量表明它們來(lái)自主爆發(fā)后的輻射。主爆發(fā)，即瞬發(fā)，是以強(qiáng)烈的低能γ射線輻射為特征的初始大規(guī)模爆炸。當(dāng)噴出的物質(zhì)以非常接近光速的速度與周圍的星際氣體碰撞時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生下面的爆發(fā)，稱為余輝。
“LHAASO首次精確測(cè)量了余輝的完整過(guò)程，包括萬(wàn)億電子伏伽馬射線通量從上升到衰減的整個(gè)階段，”LHAASO項(xiàng)目首席研究員、LHAASO合作項(xiàng)目發(fā)言人、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所(IHEP)教授曹振說(shuō)。
LHAASO在五個(gè)時(shí)間間隔測(cè)量的光子的固有和觀測(cè)光譜。能量范圍在0.2-7 TeV左右。信用:IHEP
基于對(duì)數(shù)萬(wàn)個(gè)伽瑪暴的觀測(cè)，科學(xué)家們發(fā)展出了看似完美的理論模型，并對(duì)其有著強(qiáng)烈的信心。LHAASO觀測(cè)到了其他實(shí)驗(yàn)尚未達(dá)到的完整高能光變曲線，為這些理論模型的精確檢驗(yàn)提供了完美的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。鑒于這一事件的罕見(jiàn)性，它可能一千年才發(fā)生一次，預(yù)計(jì)這一觀測(cè)結(jié)果將在未來(lái)幾十年甚至幾個(gè)世紀(jì)內(nèi)保持最佳之一。
LHAASO首次測(cè)量了GRB高能光子通量的快速增強(qiáng)過(guò)程
“在余輝開(kāi)始時(shí)，LHAASO首次探測(cè)到光子通量的極快增強(qiáng)，”IHEP教授姚治國(guó)說(shuō)，他是該論文的通訊作者之一。在不到兩秒鐘的時(shí)間間隔內(nèi)，通量增加了一百多倍，隨后緩慢上升，這符合余輝的預(yù)期特性。早期的快速增強(qiáng)現(xiàn)象超出了之前理論模型的預(yù)期。
這就引出了一個(gè)問(wèn)題:到底是什么機(jī)制在起作用。發(fā)表的結(jié)果將在科學(xué)界引發(fā)關(guān)于伽瑪暴機(jī)制的深入討論，包括能量注入、光子吸收和粒子加速。
在0.3-5 TeV的能量范圍內(nèi)，來(lái)自GRB 221009A的余輝輻射的能通量光曲線和光譜指數(shù)演變，以及擬合函數(shù)。LHAASO首次實(shí)現(xiàn)了100 GeV以上GRB余輝的完整觀測(cè)，首次揭示了余輝的快速上升現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了GRB221009A余輝中的快速衰變現(xiàn)象。信用:IHEP
拉阿蘇揭開(kāi)了史上最亮的GRB的神秘面紗
LHAASO的觀測(cè)顯示，在余輝開(kāi)始后的10分鐘左右，高能輻射的亮度下降得更快。“這可以解釋為爆炸后噴出的物質(zhì)形成了一個(gè)類似射流的結(jié)構(gòu)，當(dāng)輻射角延伸到射流邊緣時(shí)，亮度迅速下降，”南京大學(xué)教授、論文通訊作者之一王翔宇說(shuō)。由于這種亮度轉(zhuǎn)變發(fā)生得非常早，因此據(jù)推斷，噴流的測(cè)量角度非常小，只有0.8度。
這是迄今為止已知的最小噴流角度，表明所觀察到的實(shí)際上是典型的內(nèi)部明亮外部黑暗噴流的最亮核心。“觀測(cè)者恰好直接面對(duì)噴流最亮的核心，這自然解釋了為什么這次伽馬射線爆發(fā)是歷史上最亮的，為什么這樣的事件如此罕見(jiàn)，”中國(guó)科學(xué)院科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授戴說(shuō)，他也是該論文的通訊作者之一。
LHAASO的高能數(shù)據(jù)密集型觀測(cè)將揭示更多的奧秘
在這一事件的短暫持續(xù)時(shí)間內(nèi)，LHAASO記錄的光子數(shù)量超過(guò)了過(guò)去幾年從“標(biāo)準(zhǔn)蠟燭”蟹狀星云觀察到的光子累積數(shù)量。“如果選擇標(biāo)準(zhǔn)稍微放寬，光子數(shù)甚至可以達(dá)到10萬(wàn)！”這篇論文的通訊作者之一、IHEP的教授查敏說(shuō)。
相比之下，到目前為止，類似能量帶的其他儀器在其他伽瑪暴中探測(cè)到的光子不到1000個(gè)，而且它們只能在爆發(fā)后幾十秒鐘內(nèi)探測(cè)到光子。“截至目前，此次爆發(fā)事件仍有許多未知，LHAASO科學(xué)家仍在分析數(shù)據(jù)，以期揭示更多秘密。請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注LHAASO的后續(xù)分析結(jié)果，”曹教授說(shuō)。
