2022年10月9日，包括中科院高能所牽頭建造的空間和地面觀測設備在內(nèi)的全球眾多天文設施均探測到了編號為GRB 221009A的伽馬射線暴。我國的“慧眼”衛(wèi)星與“極目”空間望遠鏡在硬X射線和軟伽馬能段對伽馬暴的瞬時輻射和早期余輝進行了國際最高精度的測量。

中國科學院高能物理研究所研究員 熊少林：通過“極目”空間望遠鏡，我們發(fā)現(xiàn)它打破了伽馬射線暴亮度紀錄，它比以往人類看到的任何伽馬射線暴還要亮50倍。這是非常非常令人驚訝的一個成果。

通過研究，科研人員發(fā)現(xiàn)該伽馬暴釋放出的各向同性等效能量在1分鐘內(nèi)相當于8個太陽質(zhì)量對應的全部能量，且產(chǎn)生了極為狹窄、極端明亮、接近光速運動的噴流。另外，這次伽馬暴產(chǎn)生于距離地球24億光年的宇宙深處，具有極高亮度和相對較近的距離，是千年一遇的重要天文事件。

中國科學院高能物理研究所研究員 熊少林：我們在這個成果里面具有重要的作用和地位，這也增強了我們的信心，也表明我們國家自己研制的這些先進的探測設備是可以為全人類作出重要貢獻的。

“慧眼”與“極目”的觀測發(fā)揮重要作用

作為我國自主研制的空間天文觀測設備，“慧眼”衛(wèi)星與“極目”空間望遠鏡取得的重要科研成果，為人類深入理解伽馬射線暴這類極端宇宙爆發(fā)現(xiàn)象提供了獨特的寶貴資料，同時也為我國空間科學和天文基礎研究作出了重要貢獻。

在對該伽馬射線暴的觀測中，我國首臺空間X射線天文望遠鏡“慧眼”衛(wèi)星和“極目”空間望遠鏡聯(lián)合，在硬X射線和軟伽馬射線能段，精確刻畫了該伽馬暴從前兆輻射到主暴、耀發(fā)以及早期余輝的各個關鍵階段的輻射性質(zhì)。“極目”是我國專門為探測伽馬暴和引力波電磁對應體而建造的空間望遠鏡，在這次觀測中，成功對該伽馬暴極端明亮的主暴階段進行了完整而精確的探測。“慧眼”衛(wèi)星配備的高能X射線望遠鏡憑借其在兆電子伏能區(qū)最大的有效面積，成功探測到該伽馬暴，并獲得了其前兆輻射和早期余輝的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。

據(jù)介紹，通過對這個伽馬暴的觀測，科研人員驗證了我國的“慧眼”衛(wèi)星與“極目”空間望遠鏡在探測極端爆發(fā)天體方面的獨特設計，為后續(xù)開展相關觀測研究打下了堅實的基礎。

伽馬射線暴：人類認識宇宙的未知領域

伽馬射線暴簡稱伽馬暴，是宇宙大爆炸之后最劇烈的爆炸現(xiàn)象。自1967年首個伽馬暴被發(fā)現(xiàn)以來，人類至今已探測到近萬例伽馬暴。但是它們是如何產(chǎn)生的，為何能釋放如此多的能量，至今仍是個謎。

伽馬射線暴根據(jù)來源可分為兩類，第一類伽馬暴產(chǎn)生于很大質(zhì)量恒星的核心坍縮爆炸，持續(xù)時間通常大于2秒，這次發(fā)現(xiàn)的伽馬暴就是屬于此類；第二類伽馬暴則產(chǎn)生于兩顆極端致密天體，例如中子星、黑洞等的合并爆炸，持續(xù)時間通常小于2秒，并通常同時發(fā)出引力波。

中國科學院高能物理研究所研究員 熊少林：經(jīng)過這么多年研究，我們對伽馬射線暴了解仍然不是太深入。比如說我們不是特別了解伽馬射線暴是如何產(chǎn)生的，它如何在短短的幾分鐘內(nèi)甚至幾秒鐘內(nèi)釋放出來非常巨大的能量，這些能量比太陽在100億年的壽命里面釋放的能量總和還要多。

據(jù)介紹，我們國家針對伽馬射線暴研究部署了一系列的空間項目，包括計劃2023年年底要發(fā)射的愛因斯坦探針衛(wèi)星以及2024年要發(fā)射的空間變源監(jiān)視器衛(wèi)星等，一系列先進的探測設備將有助于我們了解伽馬射線暴。