北京時間3月29日凌晨2時，中國科學(xué)院高能物理研究所在北京與全球40余家科研機構(gòu)聯(lián)合發(fā)布了對迄今最亮伽馬射線暴GRB 221009A的研究成果。中國的“慧眼”衛(wèi)星與“極目”空間望遠鏡聯(lián)合，精確探測到了這個千年一遇的伽馬射線暴，并取得重要科研成果。
2022年10月9日，包括中科院高能所牽頭建造的空間和地面觀測設(shè)備在內(nèi)的全球眾多天文設(shè)施均探測到了編號為GRB 221009A的伽馬射線暴。我國的“慧眼”衛(wèi)星與“極目”空間望遠鏡在硬X射線和軟伽馬能段對伽馬暴的瞬時輻射和早期余輝進行了國際最高精度的測量。>>詳情
視頻連線｜千年一遇 我國慧眼和極目精確探測到迄今最亮伽馬射線暴
伽馬射線暴，人類認識宇宙的未知領(lǐng)域
伽馬射線暴簡稱伽馬暴，是宇宙大爆炸之后最劇烈的爆炸現(xiàn)象。自1967年首個伽馬暴被發(fā)現(xiàn)以來，人類至今已探測到近萬例伽馬暴。但是它們是如何產(chǎn)生的，為何能釋放如此多的能量，至今仍是個謎。
伽馬射線暴根據(jù)來源可分為兩類，第一類伽馬暴產(chǎn)生于很大質(zhì)量恒星的核心坍縮爆炸，持續(xù)時間通常大于2秒，這次發(fā)現(xiàn)的伽馬暴就是屬于此類；第二類伽馬暴則產(chǎn)生于兩顆極端致密天體，例如中子星、黑洞等的合并爆炸，持續(xù)時間通常小于2秒，并通常同時發(fā)出引力波。
論文通訊作者之一、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員熊少林說：“經(jīng)過這么多年研究，我們對伽馬射線暴了解仍然不是太深入。比如說我們不是特別了解伽馬射線暴是如何產(chǎn)生的，它如何在短短的幾分鐘內(nèi)甚至幾秒鐘內(nèi)釋放出來非常巨大的能量，這些能量比太陽在100億年的壽命里面釋放的能量總和還要多。”>>詳情
慧眼衛(wèi)星觀測吸積脈沖星藝術(shù)圖 圖片由中科院高能所提供
千年一遇的最亮伽馬射線暴
基于極目空間望遠鏡的精確觀測數(shù)據(jù)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)GRB 221009A將伽馬暴亮度紀(jì)錄提升了50倍。通過研究，科研人員發(fā)現(xiàn)該伽馬暴釋放出的各向同性等效能量在1分鐘內(nèi)相當(dāng)于8個太陽質(zhì)量對應(yīng)的全部能量，且產(chǎn)生了極為狹窄、極端明亮、接近光速運動的噴流。另外，這次伽馬暴產(chǎn)生于距離地球24億光年的宇宙深處，具有極高亮度和相對較近的距離，是千年一遇的重要天文事件。
而“慧眼”和“極目”的聯(lián)合觀測結(jié)果也為深入理解這種極端宇宙爆發(fā)現(xiàn)象提供了嶄新視角——文章的通訊作者之一、美國內(nèi)華達大學(xué)拉斯維加斯分校張冰教授說：“可以推測，該伽馬暴的余輝由慢衰減到快衰減的拐折出現(xiàn)得非常早，意味著產(chǎn)生伽馬射線的噴流非常狹窄，是人類探測到的最狹窄的伽馬暴噴流之一?！毖芯繄F隊認為，這可能是該伽馬暴看上去極端明亮的原因之一。>>詳情
再次刷新直接測量宇宙最強磁場紀(jì)錄
“這是繼2020年直接測量到約10億特斯拉的宇宙最強磁場之后，慧眼衛(wèi)星再次大幅度刷新了最高能量回旋吸收線和宇宙最強磁場直接測量的世界紀(jì)錄?！?月5日，在接受科技日報記者采訪時，慧眼衛(wèi)星首席科學(xué)家、中科院高能所研究員張雙南指出。
以往，天文學(xué)家在銀河系以外的多個星系發(fā)現(xiàn)超亮X射線脈沖星，并推測該脈沖星的磁場強度很高，但他們一直沒有找到直接測量證據(jù)。
“本次發(fā)現(xiàn)不僅是迄今宇宙天體磁場直接測量的最高紀(jì)錄，也是首次在超亮X射線源中直接測量了其中子星的表面磁場?！睆堧p南說。>>詳情
中國先進探測設(shè)備發(fā)揮重要作用
作為我國自主研制的空間天文觀測設(shè)備，“慧眼”衛(wèi)星與“極目”空間望遠鏡取得的重要科研成果，為人類深入理解伽馬射線暴這類極端宇宙爆發(fā)現(xiàn)象提供了獨特的寶貴資料，同時也為我國空間科學(xué)和天文基礎(chǔ)研究作出了重要貢獻。
在對該伽馬射線暴的觀測中，我國首臺空間X射線天文望遠鏡“慧眼”衛(wèi)星和“極目”空間望遠鏡聯(lián)合，在硬X射線和軟伽馬射線能段，精確刻畫了該伽馬暴從前兆輻射到主暴、耀發(fā)以及早期余輝的各個關(guān)鍵階段的輻射性質(zhì)。
“極目”是我國專門為探測伽馬暴和引力波電磁對應(yīng)體而建造的空間望遠鏡，在這次觀測中，成功對該伽馬暴極端明亮的主暴階段進行了完整而精確的探測。
“慧眼”衛(wèi)星配備的高能X射線望遠鏡憑借其在兆電子伏能區(qū)最大的有效面積，成功探測到該伽馬暴，并獲得了其前兆輻射和早期余輝的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。>>詳情
未來更多部署，研究工作持續(xù)進行中
這項工作由中國科學(xué)院粒子天體物理重點實驗室牽頭的國際合作團隊完成，成員來自中國、美國、意大利、法國、德國等30余家研究機構(gòu)。高能所相關(guān)負責(zé)人介紹，此次除了太空觀測，高能所牽頭建造的高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）與“慧眼”衛(wèi)星和“極目”空間望遠鏡開展了天地聯(lián)合觀測，“高海拔宇宙線觀測站利用其大量的甚高能觀測數(shù)據(jù)，做出了多項重要首次發(fā)現(xiàn)，將稍后發(fā)布”。
據(jù)介紹，我們國家針對伽馬射線暴研究部署了一系列的空間項目，包括計劃2023年年底要發(fā)射的愛因斯坦探針衛(wèi)星以及2024年要發(fā)射的空間變源監(jiān)視器衛(wèi)星等，一系列先進的探測設(shè)備將有助于我們了解伽馬射線暴。>>詳情
