“我们很敬畏，能够研究它，我们感到非常幸运。”
2022年10月9日，一束明亮的光掠过我们的星球，甚至暂时“致盲”了几个卫星探测器。所有的目光都集中在点亮天空的超强伽马射线爆发上。伽马射线是宇宙中除了大爆炸之外已知的能量最高的爆炸类型，它们的出现通常是黑洞诞生的标志。
在短短几个小时内，世界各地数以万计的望远镜对准了爆炸的源头，记录下了这将载入史册的时刻。绰号为“BOAT”(有史以来最亮的)，正式名称为“GRB221009A”，科学家们希望揭示这个可怕黑洞的物理特性。“这是百年一遇，甚至千年一遇的事件，”马里兰州和乔治华盛顿大学的布伦丹·奥康纳说。“我们对它的出现感到敬畏，并非常感激我们有机会研究它。”
事实上，伽马射线并不罕见。几乎每天都有一束光经过地球，它们在宇宙中出现的频率更高。中子星是由一颗大质量恒星的超新星爆炸产生的。这颗恒星的尸体会逐渐燃烧掉它的能量，坍缩产生的伽马射线只会发出几分之一秒的光。黑洞产生的伽马射线可以持续几分钟。它们是由超新星爆炸产生的，吞噬了母恒星的大量物质，不能以巨大射流的形式喷射出来。
与过去相比，这次观测到的伽马射线暴尤为突出。产生的光子轰击探测器十分钟，携带的能量比通常观测到的要高得多。GRB221009A的光子能量为18太电子伏，是大型强子对撞机产生的光子能量的两倍，而大型强子对撞机是地球上最强大的粒子发生器。由伽马射线与宇宙尘埃相互作用产生的爆炸余辉也很不寻常。尽管伽玛射线源被银河系的厚带挡住了，但它比以前看到的任何余辉都要明亮。这次爆炸电离了地球大气层，干扰了长波无线电通信。
布兰登·奥康纳说，2022年10月14日，也就是伽马射线发射五天后，我们使用智利的双子座南望远镜追踪了大约30%的伽马射线的来源，这些射线来自尘埃飞扬的人马座星系。也被称为箭星系。同时，它也带来了另一个惊喜。这次伽马射线暴比以前更接近地球。
参与测量的西北大学学生吉利安·拉斯纳贾德说，这种射线是由大质量恒星坍缩产生的，这种恒星寿命很短。它们遵循宇宙中恒星形成的历史，所以恒星形成越强烈，这些爆发就越多，大约是宇宙年龄的一半。然而，这次伽马暴发生得更晚，离我们更近。
天文学家推测GRB221009A起源于距离地球24亿光年的地方。他们以前也观测过距离更近的射线暴，但这次高能量非常突出。“正是因为它足够耀眼，我们才有足够的时间去挖掘更多的细节，”布伦丹·奥康纳指出。“目前，至少有50台望远镜在整个波段进行观测，我们可以最大限度地利用科学技术。”
事实上，射线暴只持续几分钟，但余波可能持续数周。科学家们也在寻找由超新星引起的爆炸，它以较慢的速度喷射物质。布兰登·奥康纳说，我们目前的理解是，一颗大质量恒星向内坍缩形成黑洞，恒星的碎片不断被吸进去，以喷流的形式从黑洞中喷射出来，并以接近光速的速度传播，形成猛烈的伽马射线。与此同时，部分碎片向外反弹，以较慢的速度移动，形成超新星爆炸。
最初的伽马射线爆发与周围的物质相互作用形成了余波。拉斯纳贾德说，这个波长跨越电磁波范围，最适合在x射线和无线电波区域进行观测。科学家们仍然致力于观察射线的余波。这是美国宇航局的伽马射线跟踪卫星雨燕拍摄到的第一张照片，爆炸发生数小时后，在源周围形成了一个彩色环。
望远镜现在可以看到GRB221009A超新星爆炸的第一个迹象。拉斯纳贾德指出，爆炸现象将在未来几周内完全可见，但由于爆炸源的位置有限，我们可能无法看到整个超新星爆炸。它会逐渐转到太阳后面，所以它将持续到今年11月底，直到明年2月才能再次观测到它。
她指出，美国宇航局的詹姆斯·韦伯和哈勃太空望远镜将于2023年加入这项工作，分别贡献其强大的光学和红外探测能力。探索爆炸产生的能量是一个具有里程碑意义的事件，就像探索爆炸产生的化学物质一样。我们仍然不知道宇宙中一些重元素是如何产生的，研究超新星可以帮助我们解开这个谜团。
20世纪60年代，用于监视苏联核试验的军用卫星意外发现了伽马射线。几十年来，伽马射线一直是个谜，直到20世纪90年代。科学家们第一次意识到隐藏在宇宙各个角落的伽马射线可能与恒星的坍缩有关。
目前对伽马射线的大量了解仍然基于理论计算和模拟。科学家们相信这次伽马射线爆发将很好地纠正以前的理论。科学家们将充分抓住这个千载难逢的机会，未来几个月将发表大量文章。
虽然类似能量的爆炸对科学研究来说是一个福音，但科学家们并不认为如此大的爆炸会发生在地球附近，最好不要发生在我们的星系。科学家们认为，来自数千光年外的伽马射线撞击地球可能会破坏臭氧层，引发大气变化，最终导致冰河时代的到来。事实上，类似的伽马射线爆发导致了地球上五大物种灭绝事件之一——大约4.4亿年前的奥陶纪物种大灭绝。
“幸运的是，这个喷流产生的伽马射线暴非常窄，只有几度宽，”Brendan O’connor说。“如果它碰巧发生在我们的星系中，并直接指向我们，那将是危险的。但幸运的是，这种现象发生的可能性极低。”
补充说明:①NOIRLab:国家光学红外天文研究实验室
国家光学与红外天文研究实验室
NSF:美国国家科学基金会
AURA:天文学大学研究协会
大学天文研究协会
④太电子伏特，也称为太电子伏特，10^12 ev
LHC:大型强子对撞机
⑥Swift: Swift伽马射线暴探测器
作者:特丽莎·普尔塔洛娃
财政年度:gxm
