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微速訊:教科書般觀測! “拉索”完整記錄恒星死亡“余輝”

來源:北京日報


【資料圖】

4月22日俯瞰高海拔宇宙線觀測站(LHAASO)。 新華社發(fā)

約20億年前,一顆“超級太陽”走到了生命盡頭,化為一個持續(xù)幾百秒的“宇宙煙花”——伽馬射線暴GRB 221009A。大量高能伽馬光子飛穿越茫茫宇宙到達地球,其中的6萬余個伽馬光子被高海拔宇宙線觀測站(LHAASO,拉索)收集到?!袄鳌眹H合作組經(jīng)過數(shù)月研究,還原出伽馬射線暴的完整光變過程。今天,相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

GRB 221009A是迄今人類觀測到的最亮伽馬射線暴,它的源頭是一顆相當于20多個太陽重量的恒星,由于內(nèi)部核聚變?nèi)剂先紵M,瞬間坍縮引發(fā)巨大爆炸,發(fā)射出一束明亮的伽馬光子噴流。這束發(fā)射角僅有0.8度的噴流,以光速在宇宙中飛行了20億年,終于抵達地球。一場粒子“陣雨”下在了剛建成不久的“拉索”的水切倫科夫探測器陣列上,短短10分鐘里,儀器清晰記錄下了6萬余個伽馬光子到達地球時,與大氣中原子核撞擊所發(fā)出的簇射粒子。

探秘伽馬射線暴是全世界天文學(xué)家的共同愿望,但由于探測手段的限制,科研人員往往要在發(fā)現(xiàn)伽馬射線暴后,轉(zhuǎn)動設(shè)備指向特定方位,才能觀測到相關(guān)數(shù)據(jù)。因此,伽馬射線暴的全貌一直是個謎。而“拉索”的表現(xiàn)讓人驚艷,中科院高能物理研究所研究員、“拉索”實驗首席科學(xué)家曹臻用“萬年一遇的事件”形容這次觀測。將觀測到的光變過程進行擬合,一條人類從未獲得的完美曲線出現(xiàn)了——“拉索”首次實現(xiàn)了伽馬射線暴千億電子伏特以上余輝輻射過程的完整觀測。

“這次,‘拉索’是全世界唯一一個正對伽馬暴源頭的,也是唯一一個對萬億電子伏特伽馬射線沒有失靈的探測器。可以說,我們得到了教科書般的測量結(jié)果!”曹臻表示,這次結(jié)果的發(fā)布,將帶動全世界的科學(xué)研究,有助于深入探討恒星的死亡過程。

就在這束光跨越20億年到達地球時,“拉索”恰好建成,又恰好位于最佳的觀測位置,因此有人說,這項成果是幸運使然。但曹臻認為,機會一定是留給有準備的人,“‘拉索’一眼能看遍六分之一的天空,運行時間和探測器完整性都超過98%,這是大裝置建設(shè)者和科研人員共同努力的結(jié)晶?!?/p>

“拉索”國際合作組由來自6個國家30多個單位的280名科研人員組成,正在持續(xù)深耕已獲得的科研數(shù)據(jù),至少未來10年,高能伽馬射線天文學(xué)研究將屬于“拉索”,“超高能伽馬天文學(xué)時代”已經(jīng)開啟。后續(xù),“拉索”獲取的數(shù)據(jù)將向全世界科研人員開放。

來源:北京日報 記者:劉蘇雅

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