中國科學(xué)院(CAS)高能物理研究所(IHEP)與全球約40家研究機構(gòu)一起發(fā)布了人類有史以來最亮的伽馬射線暴(稱為GRB 221009A)的最新發(fā)現(xiàn)。

憑借Insight-HXMT和GECAM-C兩架中國太空望遠(yuǎn)鏡的獨特觀測，科學(xué)家們能夠準(zhǔn)確地測量爆發(fā)的亮度和釋放的能量，這是理解這一歷史事件的關(guān)鍵。

對于這次歷史性的伽馬射線暴，由IHEP領(lǐng)導(dǎo)的另一個地面設(shè)施，大型高空空氣淋浴天文臺(LHAASO)，與Insight-HXMT和GECAM-C望遠(yuǎn)鏡進行了聯(lián)合觀測。LHAASO憑借其大量的非常高能量的觀測數(shù)據(jù)取得了幾個重要的初步發(fā)現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)將在后面報告。

作為宇宙中能量最高的爆炸現(xiàn)象，伽馬射線暴可以通過大質(zhì)量恒星的核心坍縮產(chǎn)生，通常持續(xù)時間超過兩秒，也可以由兩顆致密恒星(如中子星和黑洞)合并產(chǎn)生，通常持續(xù)不到兩秒鐘，通常發(fā)出引力波。GRB 221009A屬于前者。

利用Insight-HXMT和GECAM-C空間望遠(yuǎn)鏡，一個由IHEP領(lǐng)導(dǎo)的國際團隊與來自中國，美國，意大利，法國和德國的30多個研究所的研究人員一起，對硬X射線和軟伽馬能帶中這種前所未有的爆發(fā)的快速發(fā)射和早期余輝進行了精確測量。

當(dāng)這個GRB到達(dá)時，GECAM-C以一種特殊的觀測模式運行，能夠記錄非常明亮的GRBs，就像GRB 221009A最亮的部分一樣，而許多其他太空望遠(yuǎn)鏡無法測量如此明亮的事件。

“根據(jù)GECAM-C獲得的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)這次爆發(fā)在觀測到的亮度和所有檢測到的爆發(fā)的各向同性等效能量上都創(chuàng)下了新的記錄，使這次爆發(fā)非常出色，”領(lǐng)導(dǎo)這項研究的GECAM-C首席研究員熊少林說。

“這次爆發(fā)比上一個記錄保持者亮50倍，這次爆發(fā)的各向同性當(dāng)量能量超過1055Erg，大約是8個太陽質(zhì)量的總靜止質(zhì)量能量。如此巨大的能量在大約1分鐘內(nèi)就釋放出來了，“熊說。

Insight-HXMT是中國第一臺用于觀測銀河系X射線源的X射線太空望遠(yuǎn)鏡。然而，它被擴展到監(jiān)測整個天空的伽馬射線，特別是伽馬射線暴。

“Insight-HXMT對GRB 221009A的前驅(qū)體和早期余輝進行了清晰的測量，這要歸功于其在MeV能量范圍內(nèi)的非常大的檢測區(qū)域，”IHEP中Insight-HXMT的首席研究員張雙男說。

“幸運的是，我們有Insight-HXMT和GECAM-C，它們是相互補充的，因此我們可以全面了解這個珍貴的爆發(fā)，”他說。

根據(jù)Insight-HXMT和GECAM-C的聯(lián)合觀測，GRB 221009A的早期余輝似乎很早就從緩慢衰變轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖偎プ儯@意味著這次爆發(fā)發(fā)射了一股極其狹窄而明亮的射流，直接指向我們。

“這些發(fā)現(xiàn)為宇宙中這些高能爆炸的物理學(xué)提供了新的線索，”內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校教授張冰說，他領(lǐng)導(dǎo)了這項工作的理論解釋。

“需要更詳細(xì)的建模來了解GRB發(fā)動機如何設(shè)法準(zhǔn)直射流，在某些情況下產(chǎn)生如此巨大的各向同性等效能量，”張兵說。