完成教科书般观测 “拉索”完整记录恒星死亡“余辉”

2023-06-09 07:30:25 来源：北京日报小 中

(资料图片仅供参考)

4月22日俯瞰高海拔宇宙线观测站（LHAASO）。新华社发

约20亿年前，一颗“超级太阳”走到了生命尽头，化为一个持续几百秒的“宇宙烟花”——伽马射线暴GRB 221009A。大量高能伽马光子飞穿越茫茫宇宙到达地球，其中的6万余个伽马光子被高海拔宇宙线观测站（LHAASO，拉索）收集到。“拉索”国际合作组经过数月研究，还原出伽马射线暴的完整光变过程。今天，相关研究成果在线发表于《科学》杂志。

GRB 221009A是迄今人类观测到的最亮伽马射线暴，它的源头是一颗相当于20多个太阳重量的恒星，由于内部核聚变燃料燃烧殆尽，瞬间坍缩引发巨大爆炸，发射出一束明亮的伽马光子喷流。这束发射角仅有0.8度的喷流，以光速在宇宙中飞行了20亿年，终于抵达地球。一场粒子“阵雨”下在了刚建成不久的“拉索”的水切伦科夫探测器阵列上，短短10分钟里，仪器清晰记录下了6万余个伽马光子到达地球时，与大气中原子核撞击所发出的簇射粒子。

探秘伽马射线暴是全世界天文学家的共同愿望，但由于探测手段的限制，科研人员往往要在发现伽马射线暴后，转动设备指向特定方位，才能观测到相关数据。因此，伽马射线暴的全貌一直是个谜。而“拉索”的表现让人惊艳，中科院高能物理研究所研究员、“拉索”实验首席科学家曹臻用“万年一遇的事件”形容这次观测。将观测到的光变过程进行拟合，一条人类从未获得的完美曲线出现了——“拉索”首次实现了伽马射线暴千亿电子伏特以上余辉辐射过程的完整观测。

“这次，‘拉索’是全世界唯一一个正对伽马暴源头的，也是唯一一个对万亿电子伏特伽马射线没有失灵的探测器。可以说，我们得到了教科书般的测量结果！”曹臻表示，这次结果的发布，将带动全世界的科学研究，有助于深入探讨恒星的死亡过程。

就在这束光跨越20亿年到达地球时，“拉索”恰好建成，又恰好位于最佳的观测位置，因此有人说，这项成果是幸运使然。但曹臻认为，机会一定是留给有准备的人，“‘拉索’一眼能看遍六分之一的天空，运行时间和探测器完整性都超过98%，这是大装置建设者和科研人员共同努力的结晶。”

“拉索”国际合作组由来自6个国家30多个单位的280名科研人员组成，正在持续深耕已获得的科研数据，至少未来10年，高能伽马射线天文学研究将属于“拉索”，“超高能伽马天文学时代”已经开启。后续，“拉索”获取的数据将向全世界科研人员开放。

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