伽马射线暴中迄今最高能光子“现身”

伽马射线暴中迄今最高能光子“现身”
2019年11月21日 09:46 新浪科技综合
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  来源:科技日报

  科技日报北京11月20日电 (记者张梦然)国际天文学家在两个伽马射线暴的观测中,发现了一类剧烈爆发释放的迄今已知最高能光子。英国《自然》杂志20日发表的3篇论文,描述了这些天体物理学研究结果,对这类高能事件的形成过程提出了颠覆性的解释。

  伽马射线暴被认为是宇宙中最高能的爆发,有观点认为这种爆发是由中子星或黑洞的形成导致的。爆发最初会产生明亮的闪光,随后的“余晖”阶段则会释放各种能量的辐射——从无线电波到10亿电子伏特量级的伽马射线。由于观测方面的限制,研究人员对甚高能辐射(超过1千亿电子伏特)的起源一直不甚明了。

  最新的这3项研究,报道了对GRB 190114C和GRB 180720B这两个伽马射线暴释放辐射的探测结果,这些辐射的能量均超过1千亿电子伏特。其中,2019年1月探测到的GRB 190114C在爆发后约1分钟开始释放2—10千亿电子伏特的甚高能光子。德国马克斯·普朗克物理研究所科学家在其中两篇论文中,分析了多个望远镜采集的数据,从而确定这种辐射的产生机制。研究团队发现,电子会将光子散射,并提高它们的能量,这个过程也被称为“逆康普顿散射”。

  在第三篇论文中,天文学家在GRB 180720B最初辐射10小时后的余晖中,观测到了能量为1—4.4千亿电子伏特的光子。对于2018年7月发现的GRB 180720B,科学家也将探测结果归因于“逆康普顿散射”。

  在同时发表的新闻与观点文章中,美国内华达大学张冰认为,无论是对伽马射线暴的观测研究来说,还是对确定这些事件的背后机制来说,这些研究结果都是非常重要的成就。他希望将来能观测到更多伽马射线暴的高能辐射,并相信这能带来“供研究人员挖掘的宝贵财富”。

  总编辑圈点

  伽马射线暴是宇宙最大谜团之一。其早在1967年就被发现,但几十年来,人们对其本质仍不清楚,只是基本可以确定是发生在宇宙学尺度上的恒星级天体中的爆发过程。现在,专门探测高能爆发的望远镜已经证明了伽马射线暴的探测难度,更彰显了此次观察结果的难能可贵。不过,真正要捕捉到引发伽马射线暴的源头,对宇宙一隅的地球人类而言,任务依然过于艰巨。我们真正揭开这层神秘面纱的时日,或要以十年为单位来计算。

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