GRB 221009A:有史以来最明亮的伽马射线暴

在2022年10月9日,天文学家观测到了一次有观测以来最强烈的伽马射线暴,被命名为GRB 221009A,又名Swift J1913.1+1946。这次伽马射线暴持续了十多个小时,是目前观测到的距离最近、能量最大、亮度最高的伽马射线暴之一,被认为是万年一遇的事件。

GRB 221009A是有史以来最明亮的伽马射线暴
GRB 221009A是有史以来最明亮的伽马射线暴

GRB 221009A的高强度辐射跨越从无线电到伽马射线的电磁频谱的15个数量级,这次爆发使得费米伽马射线太空望远镜进入过饱和状态,该望远镜捕获了能量超过100GeV的光子。位于我国的大型高海拔空气簇射观测站(LHAASO)观测到5000个高能光子(相比之下,在伽马射线暴研究的整个历史中,天文学家只检测到数百个高能光子)。其中一些高能光子携带的能量超过了18TeV,超过了人类建造的最大的大型强子对撞机(LHC)上所能产生的能量最高的光子,打破了目前人类观测到的能量最高光子的记录。甚至在俄罗斯的巴克桑中微子观测站中还记录了一个能量为251TeV的光子,刷新了科学家的认知。

根据科学家比较不同天文台收集的数据后分析,这次伽马射线暴所释放的能量是之前记录保持者的50~70倍。

伽马射线暴的形成原理图
伽马射线暴的形成原理图

GRB 221009A是由大质量恒星坍缩形成黑洞的时候引起的,事件发生的时间在19亿年前,但是因为宇宙膨胀和天体之间的相对运动,目前GRB 221009A形成的黑洞已经距离地球24亿光年了。

之所以GRB 221009A能够成为最明亮的伽马射线暴,一方面是因为它距离地球很近,要知道以往伽马射线暴到地球的平均距离是100亿光年,GRB 221009A的24光年可谓是非常近了;

第二个方面就是GRB 221009A爆发的时候物质喷流正好是对着地球的方向,这样大量的星际物质就能够达到地球,从而在地球观测者的眼中,这次爆发显得非常明亮。

GRB 221009A伽马射线暴的喷流方向正好对着地球,这才使得其看起来最明亮
GRB 221009A伽马射线暴的喷流方向正好对着地球,这才使得其看起来最明亮

GRB 221009A的爆发还引发了一些有趣的天文现象,在观测到GRB 221009A的同时,天文学家还观测到GRB 221009A周围有一组光环,这些光环并非是GRB 221009A一部分,而是因为这次伽马射线暴到达银河系的时候,高能光子撞击到银河系中的尘埃,从而引发的一种“光回波”现象,进而又被天文学家观测到。

天文学家拍摄的GRB 221009A图像,周围的光圈实际上是高能光子撞击银河系尘埃形成的
天文学家拍摄的GRB 221009A图像,周围的光圈实际上是高能光子撞击银河系尘埃形成的

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