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20億年前恒星死亡余暉被完整紀錄 拉索完成教科書般觀測

導讀:約20億年前,一顆超級太陽走到了生命盡頭,化為一個持續幾百秒的宇宙煙花——伽馬射線暴GRB 221009A。大量高能伽馬光子飛越茫茫宇宙到達地

約20億年前,一顆“超級太陽”走到了生命盡頭,化為一個持續幾百秒的“宇宙煙花”——伽馬射線暴GRB 221009A。大量高能伽馬光子飛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。“拉索”國際合作組經過數月研究,還原出伽馬射線暴的完整光變過程,這是一份教科書般的測量結果。6月9日,相關研究成果在線發表于《科學》雜志。

20億年前恒星死亡余暉被完整紀錄 拉索完成教科書般觀測

GRB 221009A是迄今人類觀測到的最亮伽馬射線暴,它的源頭是一顆比太陽重20多倍的大質量恒星,由于內部核聚變燃料燃燒殆盡,瞬間坍縮引發巨大爆炸,發射出一束明亮的伽馬光子噴流。

這束發射角僅有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出的簇射粒子。

探秘伽馬射線暴是全世界天文學家的共同愿望,但由于探測手段的限制,科研人員往往要在發現伽馬射線暴后,轉動設備指向特定方位,才能觀測到相關數據。因此,伽馬射線暴的全貌一直是個謎。而“拉索”的表現讓人驚艷,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了——“拉索”首次實現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,巨大的事件數量也勾勒出了精細的觀測效果。

“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果!”曹臻表示,這次結果的發布,將帶動全世界的科學研究,更深入地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’能24小時不受氣候影響進行觀測,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%,這是大裝置建設者和科研人員共同努力的結晶。”

“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,正在持續深耕已獲得的科研數據,至少未來10年,高能伽馬射線天文學研究將屬于“拉索”,“超高能伽馬天文學時代”已經開啟。后續,“拉索”獲取的數據將向全世界科研人員開放。

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