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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”

2023-06-09 13:18:07 來源：北京日報(bào)

【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(gè)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(dá)地球，其中的6萬余個(gè)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(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(dāng)于20多個(gè)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(dá)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(gè)伽馬光子到達(dá)地球時(shí)，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(dòng)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(gè)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(shí)驗(yàn)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(jìn)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(shí)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(gè)正對伽馬暴源頭的，也是唯一一個(gè)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(dòng)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(dá)地球時(shí)，“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(xiàng)成果是幸運(yùn)使然。但曹臻認(rèn)為，機(jī)會(huì)一定是留給有準(zhǔn)備的人，“‘拉索’一眼能看遍六分之一的天空，運(yùn)行時(shí)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。”

“拉索”國際合作組由來自6個(gè)國家30多個(gè)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(shí)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(bào) 記者：劉蘇雅

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