圖為“慧眼”“極目”觀測迄今最亮伽馬射線暴示意圖。 　　中科院高能所供圖

　　北京時間3月29日凌晨2點，中國科學院高能物理研究所（以下簡稱“高能所”）與全球40余家科研機構聯合發布對迄今最亮伽馬射線暴GRB 221009A的研究成果。

　　高能所牽頭研制的“慧眼”衛星和“極目”空間望遠鏡，成功在硬X射線和軟伽馬射線能段對該伽馬射線暴的瞬時輻射和早期余輝進行了國際最高精度的測量。本項工作由中國科學院粒子天體物理重點實驗室牽頭的國際合作團隊完成。

　　伽馬射線暴是宇宙大爆炸之后最劇烈的爆炸現象，包括兩種類型，一類產生於很大質量恆星的核心坍縮爆炸，此次發現的伽馬射線暴即屬於此類﹔另一類產生於兩顆極端致密天體（中子星、黑洞等）的合並爆炸。這兩類天體爆炸均能產生一顆黑洞或中子星等極端致密天體，其通過極強引力吞噬周圍物質並以接近光速的速度從兩極噴射物質，形成一對方向相反的噴流。

　　高能所粒子天體物理中心主任、“慧眼”衛星首席科學家張雙南說：“噴流內部的激波或磁重聯等過程加速帶電粒子產生伽馬射線輻射，稱為瞬時輻射。噴流和周圍的星際介質相互作用也能產生輻射，稱為余輝。隻有噴流恰好對准地球時，人類才有機會探測到這些輻射。”

　　自從1967年人類發現首個伽馬射線暴以來，已探測到近萬例伽馬射線暴。此次編號為GRB 221009A的迄今最亮伽馬射線暴，是2022年10月9日被全球眾多天文設施觀測到的，其產生於距離地球24億光年的宇宙深處。

　　此次，我國為探測伽馬射線暴和引力波電磁對應體而建造的“極目”空間望遠鏡和我國首台空間X射線天文望遠鏡“慧眼”衛星聯合，在硬X射線和軟伽馬射線能段精確刻畫了該伽馬射線暴從前兆輻射到主暴、耀發以及早期余輝的各個關鍵階段的輻射性質。

　　“‘極目’空間望遠鏡正好處於能夠記錄極高伽馬射線流強的特殊觀測模式，避免了因極端亮度而容易產生的各種儀器效應，成功對該伽馬射線暴極端明亮的主暴進行了完整而精確的探測。‘慧眼’衛星配備的高能X射線望遠鏡憑借其在兆電子伏能區最大的有效面積，成功探測到該伽馬射線暴，並獲得了其前兆輻射和早期余輝的高質量數據。”高能所粒子天體物理中心副主任、“極目”空間望遠鏡首席科學家熊少林說。

　　基於觀測數據，研究團隊發現該伽馬射線暴將伽馬射線暴亮度紀錄提升了50倍，其各向同性能量也打破紀錄，超過了10的55次方爾格，相當於在1分鐘內釋放8個太陽質量的全部能量。此外，該伽馬射線暴的余輝由慢衰減到快衰減的拐折出現得非常早，意味著產生伽馬射線的噴流非常狹窄，是人類探測到的最狹窄的伽馬射線暴噴流之一。

　　“慧眼”衛星和“極目”空間望遠鏡均由高能所提出和牽頭研制。此次觀測中，高能所牽頭建造的高海拔宇宙線觀測站與“慧眼”衛星、“極目”空間望遠鏡開展了天地聯合觀測。

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