3月29日,中国、美国、欧洲、日本等国家和地区的科学家同时发布了一则重磅新闻,宣布2022年10月9日21点17分(北京时间)探测到的伽马射线暴,是一次“千年一遇”“史上最亮”的伽马射线暴。其中我国高海拔宇宙线观测站、“慧眼”卫星和“极目”空间望远镜首次实现对伽马射线暴的天地多手段联合观测。
什么是伽马射线暴?这次为何很特殊?
伽马射线暴是来自天空中某一方向的伽马射线强度在短时间内突然增强,随后又迅速减弱的现象,是宇宙大爆炸之后最剧烈的爆炸现象,被称为宇宙中最强大的事件。
伽马射线暴通常由爆炸的恒星产生,这些恒星在它们生命周期的最后阶段会发生剧烈的爆炸释放大量的能量,包括伽马射线、X射线和可见光。伽马射线暴的一种类型称为长暴,它们持续时间通常长于2秒,有的达到几十秒至数分钟,甚至更长的时间。此次发现的伽马暴即属于此类。
自从1967年人类发现首个伽马暴以来,已探测到近万例伽马暴。此次观测到的是迄今最亮的伽马射线暴,并发现其产生于银河系之外、距离地球24亿光年的宇宙深处。该伽马暴具有极端的亮度和相对较近的距离,并且被人类成功捕捉,使其成为名副其实的千年一遇的历史性事件。
中国利器联合协同成功捕捉
在本次历史性的观测中,来自中国的科研利器发挥了一些独特的作用,这其中,高海拔宇宙线观测站与“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜开展的天地联合观测至关重要。
“慧眼”卫星和“极目”空间望远镜是专门为探测伽马暴和引力波而建造的,在此次观测中,这两个观测利器有效联合,在各自擅长的波段,非常精确地刻画了该伽马暴从前兆辐射到主暴、耀发以及早期余辉等各个关键阶段的辐射性质。
其中,“极目”空间望远镜能够记录极高伽马射线流的特殊观测模式,避免了因极端亮度而容易产生的各种仪器效应,成功对该伽马暴极端明亮的主暴进行了完整而精确的探测。而“慧眼”卫星配备的高能X射线望远镜则成功探测到该伽马射线暴,并获得了高质量数据。
“慧眼”和“极目”为何这么牛?
“慧眼”卫星和“极目”空间望远镜能够立下汗马功劳,与这两个利器的一些独特本领有很大的关系。
“慧眼”卫星是我国首台空间X射线天文望远镜,自2017年发射升空以来,“慧眼”卫星已在轨稳定运行超过5年,已在黑洞、中子星、快速射电暴等领域取得一系列重要成果。2017年“慧眼”卫星初露锋芒,当年8月17日,人类首次捕捉到来自双中子星并合产生的引力波信号。该事件发生时,全球仅有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,“慧眼”便是其中之一。
我国的“极目”空间望远镜于2020年发射升空,除了直接观测引力波、伽马暴等高能天体爆发现象,该空间望远镜的另一大任务是为各种类型的高能天体爆发“站岗放哨”。一旦“极目”发现爆发天体,便会立即将相关信息下传至地面,引导地面和其他空间天文观测设备迅速开展后续观测。