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摘要:伽马射线爆发的一个例子,在几秒钟内,它可以释放出和太阳在其生命周期中释放的能量一样多的能量。(图片:)美国宇航局戈达德太空飞行中心的横跨宇宙,大约75亿光年远,一颗垂死的恒星释放出天文学家所见过的一些最高能量的光。伽马射线暴被认为是中子星碰撞或大质量恒星崩塌的结果,它突然出现,有时只有一小部分时间。其中一次短暂的爆发能释放出比太阳在其整个生命中所产生的更多的能量。这些事件很难捕捉,但爆炸后会有余辉。
横跨宇宙,大约75亿光年远,一颗垂死的恒星释放出天文学家所见过的一些最高能量的光。这些轻粒子,或称光子,正帮助天文学家了解这些粒子是如何被提升到如此极端的能量的。
天文学家在观测伽马射线暴(简称GRB)时发现了超高能光子。伽马射线暴被认为是中子星碰撞或大质量恒星崩塌的结果,它突然出现,有时只有一小部分时间。其中一次短暂的爆发能释放出比太阳在其整个生命中所产生的更多的能量。这些事件很难捕捉,但爆炸后会有余辉。余辉发出的光线较暗,但持续时间较长,天文学家可以对其进行详细测量。
在2019年1月14日,两台太空望远镜通过一个自动化系统发现了一个这样的伽马射线爆发,命名为GRB 190114C。在22秒内,地球上的天文学家用他们的地面望远镜测量了事件发生后的余辉。
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“我们一直在寻找[这种高能粒子事件]已经超过20年了,”少校发言人Razmik Mirzoyan说大气伽马成像切伦科夫望远镜(MAGIC)合作和新研究的合著者告诉《生活科学》。Mirzoyan说,他们能够找到这颗行星“不仅仅是运气,它只是持久性。”
用天文术语来说,这颗行星相对较近,这使得天文学家能够测量大范围波长的余辉。在接下来的10天里,科学家们收集了6颗卫星和15台地面望远镜的数据,这些望远镜探测到了从射电到紫外线的波长范围内的辐射。
分析了爆炸后最初几十秒的测量数据,天文学家发现了具有万亿电子伏特能量的光子,这是来自太阳的典型光子能量的万亿倍。
,而能量超过1万亿电子伏特的光子在来自超新星遗迹等其他天体物理源之前已经被探测到,没有一个是由GRB产生的。
多波长数据帮助天文学家确定了粒子是如何被激发的在同步辐射过程中,低能光子是由围绕磁场旋转的粒子释放出来的。相比之下,打破记录的超高能光子是通过与高能电子的碰撞而加速的——科学家称之为逆康普顿散射的一种机制的变化。米尔佐扬在一份声明中说:“这些发现证实了关于伽玛暴的理论,并帮助天文学家理解了这些奇异爆发的物理机制。伽玛暴首次被发现50多年后,其许多基本方面仍然是神秘的。”从190114C的伽马射线发射的发现……显示了伽马射线爆炸比以前想象的还要强大。
伽马射线爆炸的图像,位于Fornax星座附近。(美国宇航局、欧空局和V.Acciari等人。2019年,虽然天文学家一直在寻找这种超高能光子,但GRB 190114C并不是罕见的事件,只是一个很难捕捉到的事件。感谢MAGIC和高能立体系统(H.E.S.S.)等望远镜,它们被设计用来探测超高能伽马射线,以及探测初始伽马射线的自动化系统,科学家们希望在未来捕捉到更多这样的超高能光子。
“我们正在进入一个发现超高能光子的新时代,”拉斯维加斯内华达大学的天体物理学家张炳(音译)说他在一封电子邮件中告诉《现场科学》(Live Science)由于在高能状态下会有丰富的物理学,这些观测结果肯定会在未来几年里带来兴奋。
新结果发表在11月20日的《自然》杂志上。
宇宙记录保持者:宇宙中12个最大的天体。15个令人惊奇的恒星图片物理学中最大的未解之谜最初发表在《生命科学》杂志上
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