?。ù蠊膮R網(wǎng)記者 劉凝哲 北京報道）約20億年前，一顆比太陽重20多倍的「超級太陽」大質(zhì)量恆星燃燒完其核聚變?nèi)剂?，瞬間坍縮引發(fā)巨大的爆炸火球，發(fā)出了一個持續(xù)幾百秒的巨大「宇宙煙花」伽馬射線暴?；鹎蚺c星際物質(zhì)碰撞產(chǎn)生的大量萬億電子伏特高能伽馬光子穿過茫茫宇宙，徑直飛向地球，於2022年10月9日晚上21時20分50秒抵達(dá)高海拔宇宙線觀測站（LHAASO，中文簡稱「拉索」）的視場範(fàn)圍，6萬多個伽馬光子被「拉索」收集到。經(jīng)過幾個月的分析，科學(xué)家們終於揭開了這場爆炸事件的面紗。
6月9日，這項觀測研究成果以「極亮伽馬射線暴221009A窄噴流的萬億電子伏特餘輝」（A tera-electronvolt afterglow from a narrow jet in an extremely bright gamma-ray burst 221009A）為題在線發(fā)表於《科學(xué)》（Science）雜誌。該論文由LHAASO國際合作組完成。
LHAASO項目首席科學(xué)家、LHAASO國際合作組發(fā)言人、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員曹臻表示，「拉索」收集到的信號細(xì)節(jié)表明，探測到的光子來源於主爆之後的後隨爆炸。伽馬射線暴事件的「主爆」，也稱為瞬時輻射，是初始階段的巨大的爆炸，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的低能的伽馬射線輻射。接近於光速的爆炸物與周圍環(huán)境氣體碰撞則產(chǎn)生「後隨爆炸」，也稱為餘輝?！浮豪鳌皇状尉_地觀測了『後隨爆炸』的完整過程，記錄了萬億電子伏特伽馬射線流量增強(qiáng)和衰減的整個階段。
憑藉對上萬個伽馬射線暴的觀測，科學(xué)家們已經(jīng)建立了似乎完美的理論模型，甚至於對它深信不疑了?！咐鳌箤崿F(xiàn)了其它實驗沒有達(dá)到的高能量波段光變過程的教科書式的完整觀測，對理論模型的精確檢驗提供了實驗基礎(chǔ)。鑒於此次爆發(fā)千年不遇的稀缺性，這個觀測結(jié)果預(yù)期將在今後幾十甚至上百年內(nèi)將保持最佳。
「在後隨爆炸過程中，『拉索』首次探測到光子流量的極速增強(qiáng)。」 論文通訊作者之一、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員姚志國說。不到兩秒的時間內(nèi)流量增強(qiáng)了100多倍，之後的緩慢增長行為卻符合後隨爆炸的預(yù)期特徵。早期如此快速的增強(qiáng)現(xiàn)象超出了以往理論模型的預(yù)期。究竟存在著什麼樣的機(jī)制？此次發(fā)表的觀測結(jié)果將會引發(fā)科學(xué)界對伽馬射線暴能量注入、光子吸收、粒子加速等機(jī)制的深入探討。
「拉索」觀測表明，高能輻射在起爆之後不到10分鐘的某個時刻，亮度突然快速減弱了。「這可解釋為爆炸後的拋射物是噴流狀的結(jié)構(gòu)，當(dāng)輻射張角擴(kuò)展到了噴流的邊緣時造成亮度快速下降?！?論文通訊作者之一，南京大學(xué)教授王祥玉說。由於這個亮度轉(zhuǎn)折發(fā)生時間極早，由此測出了噴流的張角也極小，僅0.8度。這是迄今知道的最小張角的噴流，意味著觀測到的實際上是一個典型內(nèi)亮外暗噴流的最明亮的核心?！刚怯伸队^測者碰巧正對噴流最明亮的核心，自然地解釋了為什麼這個伽馬射線暴是歷史上最亮的，也解釋了為什麼這樣的事件極其罕見?！?論文通訊作者之一，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授戴子高表示。
值得一提的是，在這個事件持續(xù)的十分鐘內(nèi)，「拉索」記錄到的光子數(shù)超過了過去幾年對「標(biāo)準(zhǔn)燭光」蟹狀星雲(yún)觀測積累。「若把選擇條件降到最低，光子數(shù)可以達(dá)到10萬！」論文通訊作者之一、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員查敏表示。對比同能區(qū)其它實驗裝置，甚至是專門設(shè)計來追蹤伽馬暴的設(shè)備，它們測到的光子數(shù)目僅在千個以下的水平，且都只測到了爆炸過後60秒以晚的「餘輝」。曹臻對LHAASO下一階段成果給出了樂觀的預(yù)期，他說，截至當(dāng)下，本場爆炸事件還有其它的許多新發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們還在不懈地深耕「拉索」的數(shù)據(jù)，力圖揭示更多的奧秘，敬請等待「拉索」的後續(xù)數(shù)據(jù)分析成果。
引自大公文匯網(wǎng)2023.6.9版 原地址：https://m.tkww.hk/s/202306/09/AP6482a1b2e4b068c215a5d7cd.html
附件下載：
