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拉索精确测量最亮伽马射线暴 开启新物理探索之门

来源:光明网2023-11-17 07:30

  最近,我国重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站(LHAASO)”,也就是拉索,发布了一项突破性成果:迄今最亮的伽马射线暴GRB 221009A的高能伽马辐射精确能谱。这项成果挑战了传统的伽马暴余辉的标准辐射模型,揭示出宇宙背景光在红外波段强度低于预期。这一发现由中国科学院高能物理研究所牵头的拉索国际合作组完成,于美国东部时间11月15日在《科学进展》上发表。

拉索精确测量最亮伽马射线暴 开启新物理探索之门

“拉索”精确测量GRB 221009A高能辐射能谱示意图(中国科学院高能物理研究所供图)

  伽马暴是宇宙中最剧烈的天体爆炸现象,它们以惊人的能量闪耀在宇宙中。就像天空中的一颗颗璀璨的星星,伽马暴照亮了我们对宇宙的理解。然而,这些明亮的星星却一直隐藏着它们的秘密。拉索的这项最新研究为我们揭示了这些秘密的一部分。

  根据传统的理解,伽马暴的余辉是由以接近光速飞行的爆炸物与周围环境气体物质的碰撞产生的。这就像一场烟花秀,爆炸物产生的冲击波将电子加速到极高能量,这些电子进而撞击周围的光子,产生高能伽马辐射。

拉索精确测量最亮伽马射线暴 开启新物理探索之门

高海拔宇宙线观测站“拉索”(中国科学院高能物理研究所供图)

  但是,拉索此次精确测量的能谱却显示,这个伽马暴的辐射强度一直延伸到13 TeV,这比预期的模型结果要高得多。这就像烟花秀的最后一朵烟花,它比预期的更加绚烂。

  这个发现预示着伽马暴余辉的10TeV左右光子可能产生于更复杂的粒子加速过程或者存在新的辐射机制。这就像是在揭示一场未知的烟花秀,烟花的形状、颜色和爆炸方式都超出了我们的预期。

拉索精确测量最亮伽马射线暴 开启新物理探索之门
“拉索”测量的GRB 221009A在230-300秒和300-900秒两段时间的伽马射线能谱(中国科学院高能物理研究所供图)

  另一方面,拉索此次研究还发现,高能伽马光子在飞行的过程中会被宇宙中弥漫的背景光吸收。这就像是在穿越一场浓雾,光线会被雾气吸收。令人意外的是,拉索此次精确测量的能谱结果显示,宇宙背景光对高能伽马光的吸收低于预期。这意味着在红外波段的宇宙背景光的强度仅为现有宇宙学模型预期的40%左右。

  这一结果对理解宇宙的演化和星系的形成过程具有重大影响,也可能对我们理解暗物质和暗能量等重要问题产生深远影响。就像是一把神秘的钥匙,打开了通向新知识和理解的门。

  监 制:战 钊

  记 者:宋雅娟

  主持人:林佳欣

  制 作:肖春芳

  出 品:光明网科普事业部

[ 责编:蔡琳 ]
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