6月9日,高海拔宇宙线观测站(LHAASO,中文简称“拉索”)对命名为GRB 221009A的伽马射线暴(简写为“伽马暴”)的最新观测研究成果在线发表于《科学》(Science)杂志,题为“极亮伽马射线暴221009A窄喷流的万亿电子伏特余辉”。
这次伽马射线暴发生在20亿年前!
约20亿年前,一颗比太阳重20多倍的“超级太阳”大质量恒星燃烧完其核聚变燃料,瞬间坍缩引发巨大的爆炸火球,发出了一个持续几百秒的巨大“宇宙烟花”伽马射线暴。
揭开这场爆炸事件“面纱”
成都科学家参与分析研究
此次的观测数据经过位于成都的天府宇宙线研究中心科研人员以及全球科学家的分析和研究,他们终于揭开了这场爆炸事件的“面纱”——约20亿年前,一颗比太阳重20多倍的“超级太阳”大质量恒星燃烧完其核聚变燃料,瞬间坍缩引发巨大的爆炸火球,发出了一个持续几百秒的巨大“宇宙烟花”伽马射线暴。
“火球与星际物质碰撞产生的大量万亿电子伏特高能伽马光子穿过茫茫宇宙,径直飞向地球,于2022年10月9日21时20分50秒抵达‘拉索’的视场范围,6万多个伽马光子被‘拉索’收集到。”LHAASO项目首席科学家、LHAASO国际合作组发言人、中国科学院高能物理研究所研究员曹臻说。
“‘拉索’首次精确测量高能光子爆发的完整过程,记录了万亿电子伏特伽马射线流量增强和衰减的整个阶段。”曹臻告诉记者。
此次成功观测,意味着什么
“预期在上百年内保持最佳”
“拉索”收集到的信号细节表明,探测到的光子来源于主爆之后的后随爆炸。伽马射线暴事件的“主爆”,也称为瞬时辐射,是初始阶段的巨大爆炸,表现为强烈的低能的伽马射线辐射。接近于光速的爆炸物与周围环境气体碰撞则产生“后随爆炸”,也称为余辉。“‘拉索’首次精确地观测了‘后随爆炸’的完整过程,记录了万亿电子伏特伽马射线流量增强和衰减的整个阶段。” 曹臻说,鉴于此次爆发千年不遇的稀缺性,这个观测结果预期将在今后几十甚至上百年内保持最佳。
完美观测,“拉索”为什么“能”
“观测位置极佳且实力突出”
“正是由于观测者碰巧正对喷流最明亮的核心,自然地解释了为什么这个伽马射线暴是历史上最亮的,也解释了为什么这样的事件极其罕见。”论文通讯作者之一、中国科学技术大学教授戴子高表示。
除了观测位置极佳以外,“拉索”的观测实力也是“完美”观测成果的保证之一。本次观测成果主要由“拉索”的水切伦科夫探测器阵列提供。该探测器利用36万吨的纯净水作为介质,通过水底放置的6240支不同尺寸的光敏探头,测量伽马射线或宇宙线在大气层中运动与作用过程的次级产物如低能伽马光子、正负电子等,它们会在水中产生切伦科夫光信号。
成都日报锦观新闻记者 黄雪松