世界热消息：万年一遇的伽马射线暴 高海拔宇宙线观测站精确观测到其高能光子暴发完整过程

(资料图片仅供参考)

国际在线报道（记者 朱宛玲）：约20亿年前，一颗大质量恒星发生了爆炸。爆炸物与周围环境碰撞所产生的大量万亿电子伏特高能伽马光子，穿过茫茫宇宙，在去年10月9日，抵达位于四川省稻城县的高海拔宇宙线观测站（LHAASO），也就是“拉索”的视场范围。对这场“史上最亮”伽马射线暴观测结果的最新研究成果于今天（6月9日）在线发表在《科学》（Science）杂志上。通过分析观测结果，科学家们有什么新发现？

伽马射线暴是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体爆炸现象，短至千分之一秒，长则数小时。长时间的伽马射线暴是巨大恒星在燃料耗尽时坍缩爆炸产生。

约20亿年前，一颗比太阳重20多倍的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。接近于光速的爆炸物与周围环境气体碰撞，产生了“后随爆炸”。“拉索”探测到的万亿电子伏特高能光子，便是“后随爆炸”的产物。

“拉索”首次精确地观测了高能光子暴发的完整过程，记录了万亿电子伏特伽马射线流量增强和衰减，或者说上升和下降的整个过程，以往的观测从未能记录下流量增强的阶段。论文通讯作者之一、南京大学教授王祥玉介绍说：“以前的探测器都需要花时间转到伽马射线暴的方向去，至少要几十秒，看到的都是下降阶段。而“拉索”有独特优势，它是大视场、全天候工作的，伽马射线暴正好落在它的视野范围内，正好捕捉到（伽马射线暴）上升阶段，就是开始阶段。这是以前所有探测器从来没有观测到的。”

“拉索”观测显示，在高能光子流量增强阶段，光子流量先是极速增强，不到2秒的时间内增强了100多倍，之后则变为缓慢增长。王祥玉说，后者符合理论预期，但前者则无法用现有模型解释，给科学家们出了“新难题”。“上升阶段有两个结构，一个是极快上升的阶段，一个是慢上升阶段，这个极快上升阶段是在以往所有伽马射线暴中从未观测到，如何产生如此快的上升对（现有）模型是个挑战。”

迄今，已有上万个伽马射线暴被人类捕获，此次观测到的伽马射线暴则是有记录以来最亮的，其亮度比以往最亮的伽马射线暴还要高几十倍以上。分析“拉索”观测结果，研究团队认为，爆炸后的抛射物以前宽后窄的锥状结构喷流而出，而根据观测结果，科学家们计算出这一喷流张角仅为0.8度，是迄今知道的最小张角的喷流，这也意味着此次观测到了伽马射线暴最为明亮的核心。王祥玉说：“我们刚好看到了这个伽马射线暴最亮的核心，所以它的亮度特别高。这也解释了这个事件为何如此罕见，因为是对着（伽马暴）中心看过去。”

科学家推断，如此亮的伽马暴扫过地球的概率是万年一次。而伽马暴核心方向正对观测器，更是罕见。“拉索”项目首席科学家、“拉索”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表示，在这个事件持续的十分钟内，“拉索”记录到的光子数超过了过去几年对“标准烛光”蟹状星云观测积累。“现在我们已经记录到6万多个光子，这是一个惊人的数字。跟其他的探测器相比的话，（其他）能够抓到的不会超过1000个。”

曹臻表示，截至当下，本场爆炸事件还有其它的许多新发现，科学家们还在不懈地深耕“拉索”的数据，力图揭示更多的奥秘。

“拉索”是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施，位于四川省稻城县海子山，平均海拔4410米，占地面积约1.36平方公里。它由三个阵列组成，本次观测成果主要由其中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。

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