2022年10月9日21点17分(北京时间),高海拔宇宙线观测站(LHAASO,拉索)、高能爆发探索者(HEBS)和慧眼卫星(Insight-HXMT)同时探测到迄今最亮的伽马射线暴(编号GRB221009A)。
得益于中科院高能所近些年在天地一体化观测能力建设的高速发展,尤其是LHAASO的成功建造和运行,占据了国际领先地位,使我国首次实现对伽马射线暴的天地多手段联合观测,并独家实现了从最高的十几太电子伏光子(LHAASO)到兆电子伏伽马射线(HEBS)和千电子伏X-射线(慧眼)的多谱段精细测量,跨越9个量级。在本次观测中,LHAASO将伽马射线暴光子最高能量记录提升了近20倍,在国际上首次打开了10TeV波段的伽马射线暴观测窗口,与慧眼卫星和HEBS观测一起,发现这个事件比以往人类观测到的最亮伽马射线暴亮了10倍以上。这些观测结果打破了多项伽马射线暴观测的记录,对于揭示伽马射线暴的爆发机制具有重要价值。
伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象,首次发现于1960年代。伽马射线暴短至几毫秒,长达数小时,释放的能量超过太阳在其一生辐射能量的总和。持续时间较长的伽马射线暴产生于比太阳大几十倍的恒星星体坍缩爆炸,而持续时间较短的伽马射线暴则产生于两个致密天体(比如黑洞或中子星)合并爆炸,后者还可能伴随发射引力波。这次高强度的爆发发生在距离地球两千多兆光年处,这么近距离的伽马射线爆发估计几十年甚至百年才出现一次。
在过去半个多世纪探测到的数千个伽马射线暴中,最高能量光子达到大约1万亿电子伏(TeV)。本次LHAASO以无与伦比的接收度探测到大量的高能光子,最高光子能量达到18TeV。LHAASO的探测结果已经引发了国际上巨大的反响,大量的相关研究迅速展开,涌现出关于新物理可能性的许多讨论。同时,这些测量对宇宙中存在的背景光场等基本物理参数和模型将做出强烈的限制,预计产生重要的认知水平的提升。
LHAASO在百GeV以上的甚高能区记录到几万个光子信号,将给出伽马射线暴最高能段的光变曲线最精细的测量。凭借先进的探测器设计,HEBS成功对该伽马射线暴的软伽马射线光变特征进行了高精度观测,完美展现了初期爆发和后随闪耀的演化过程。慧眼卫星的高能、中能和低能X射线望远镜首次在伽马射线暴观测中同时探测到信号,而且因为慧眼卫星当时正在扫描观测这个天区,从而对该伽马射线暴的余辉进行了及时监测。这些能量相差上十亿倍的测量结果,对于建立正确的伽马射线暴爆发机制模型极为重要。
该伽马射线暴发生后,LHAASO实验高能所团队在首席科学家曹臻研究员带领下迅速展开数据分析,在爆发后不到两天内就通过伽马射线暴协同观测网(Gamma-ray Coordinates Network,GCN)向国际同行发布了初步观测结果。进一步的数据分析和科学研究正由LHAASO合作组成员全力开展。高能所慧眼卫星和HEBS观测运行团队、载荷团队和数据分析团队在慧眼卫星首席科学家张双南研究员和HEBS项目首席科学家熊少林研究员的带领下,迅速投入观测分析,并及时启动了机遇观测。在团队的密切协作下,慧眼卫星和HEBS已经得到初步分析结果,并已通过天文电报(Astronomer’s Telegram)和GCN向国际同行发布。
LHAASO是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施,由我国自主提出并设计建造。观测站位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,占地面积约1.36平方公里。LHAASO主体工程于2021年7月完成建设并投入科学运行,是世界上灵敏度最高的超高能伽马射线天文台,LHAASO的运行开启了 “超高能伽马天文学”观测时代。捕捉和高统计量观测伽马射线暴是LHAASO的重要科学目标之一。此次亮度空前的爆发正好发生在LHAASO视场的中心附近,为完成此项科学目标奠定了强大的观测基础。慧眼卫星是我国第一颗空间X射线天文卫星,于2017年6月15日发射运行,在轨观测5年多来已在黑洞、中子星、快速射电暴等方面取得一大批重要原创成果。高能爆发探索者(HEBS)于2022年7月27日发射,是我国近期发射的空间新技术试验卫星的主要科学载荷之一,采用“怀柔一号”卫星所开创的新型探测技术以及基于北斗短报文的准实时星地通讯方案,能够迅速下传观测数据。HEBS目前处于在轨测试阶段,预期将获得更多重要成果。
(央广网 记者 卜叶)
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GRB 221009A爆发时刻在LHAASO视场中的位置。中科院高能所 供图
中国科学院高能物理研究所(中科院高能所)负责建设和运行管理的中国高海拔宇宙线观测站(LHAASO,昵称“拉索”)、“高能爆发探索者”(HEBS)和“慧眼”卫星(Insight-HXMT)等三大科学装置,近日通过天地联合,同时探测到迄今最亮的编号GRB 221009A伽马射线暴,打破了伽马射线暴光子最高能量、最亮伽马射线等人类观测宇宙中伽马射线暴的多项记录。
“慧眼”卫星观测迄今最亮的伽马射线暴GRB 221009A,绿色点线代表望远镜指向的扫描轨迹。中科院高能所 供图
比以往最亮伽马射线暴亮10倍以上
中科院高能所介绍说,史上最亮的GRB 221009A伽马射线暴,于北京时间10月9日21时17分被该所三大科学装置同时探测到。本次观测中,“拉索”将伽马射线暴光子最高能量记录提升近20倍,在国际上首次打开10万亿电子伏波段的伽马射线暴观测窗口,并与“慧眼”卫星和“高能爆发探索者”观测一起,发现这个宇宙事件比以往人类观测到的最亮伽马射线暴亮了10倍以上。
伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象,首次发现于上世纪60年代。伽马射线暴短至几毫秒,长达数小时,释放的能量超过太阳在其一生辐射能量的总和。持续时间较长的伽马射线暴产生于比太阳大几十倍的恒星星体坍缩爆炸,而持续时间较短的伽马射线暴则产生于两个致密天体(如黑洞或中子星)合并爆炸,后者还可能伴随发射引力波。
得益于中科院高能所近些年天地一体化观测能力建设的高速发展,尤其是“拉索”的成功建造和运行占据国际领先地位,使中国首次实现对伽马射线暴的天地多手段联合观测,并独家实现从最高的十几万亿电子伏光子(“拉索”)到百万电子伏伽马射线(“高能爆发探索者”)和千电子伏X-射线(“慧眼”卫星)的多谱段精细测量,跨越9个量级。
高能物理学家认为,这些观测结果打破了多项伽马射线暴观测的记录,对于揭示伽马射线暴的爆发机制具有重要价值。
及时向国际发布观测结果引发巨大反响
中科院高能所指出,此次观测到的GRB 221009A伽马射线暴,其高强度的爆发发生在距离地球20多亿光年处,如此近距离的伽马射线爆发估计几十年甚至百年才出现一次。在过去半个多世纪探测到的数千个伽马射线暴中,最高能量光子达到大约1万亿电子伏。“拉索”本次以无与伦比的接收度探测到大量的高能光子,最高光子能量达到18万亿电子伏。
GRB 221009A伽马射线暴发生后,“拉索”实验中科院高能所团队在首席科学家曹臻研究员带领下迅速展开数据分析,在爆发后不到两天内就通过伽马射线暴协同观测网(GCN)向国际同行发布初步观测结果。进一步的数据分析和科学研究正由“拉索”国际合作组成员全力开展。中科院高能所“慧眼”卫星和“高能爆发探索者”观测运行团队、载荷团队和数据分析团队,在“慧眼”卫星首席科学家张双南研究员和“高能爆发探索者”项目首席科学家熊少林研究员的带领下,正迅速投入观测分析,并及时启动机遇观测。在项目团队密切协作下,“慧眼”卫星和“高能爆发探索者”已得到初步分析结果,并通过天文电报和伽马射线暴协同观测网向国际同行发布。
中国科学家探测到迄今最亮伽马射线暴的结果已在国际上引发巨大反响,大量相关研究迅速展开,涌现出关于新物理可能性的许多讨论。同时,这些测量对宇宙中存在的背景光场等基本物理参数和模型将做出强烈的限制,预计会产生重要的认知水平的提升。
对建立伽马射线暴爆发机制模型极为重要
中科院高能所研究团队表示,这次“拉索”在千亿电子伏以上的甚高能区记录到几万个光子信号,将给出伽马射线暴最高能段的光变曲线最精细的测量。凭借先进的探测器设计,“高能爆发探索者”成功对GRB 221009A伽马射线暴的软伽马射线光变特征进行高精度观测,完美展现出初期爆发和后随闪耀的演化过程。“慧眼”卫星的高能、中能和低能X射线望远镜首次在伽马射线暴观测中同时探测到信号,而且因为“慧眼”卫星当时正在扫描观测该天区,从而对这个迄今最亮伽马射线暴的余辉进行了及时监测。这些能量相差上十亿倍的测量结果,对于建立正确的伽马射线暴爆发机制模型极为重要。
“拉索”是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施,由中国自主提出并设计建造。该观测站位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,主体工程于2021年7月完成建设并投入科学运行,是目前世界上灵敏度最高的超高能伽马射线天文台,其运行开启了“超高能伽马天文学”观测时代。捕捉和高统计量观测伽马射线暴是“拉索”重要科学目标之一,此次亮度空前的爆发正好发生在“拉索”视场的中心附近,为完成该项科学目标奠定了强大的观测基础。
“慧眼”卫星是中国第一颗空间X射线天文卫星,于2017年6月发射运行,在轨观测5年多来已在黑洞、中子星、快速射电暴等方面取得一大批重要原创成果。
“高能爆发探索者”于2022年7月发射,是中国近期发射的空间新技术试验卫星的主要科学载荷之一,它采用“怀柔一号”卫星所开创的新型探测技术以及基于北斗短报文的准实时星地通讯方案,能够迅速下传观测数据。“高能爆发探索者”目前处于在轨测试阶段,预期将获得更多重要成果。
(来源:中国新闻网)
编辑:韩璐莹
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昨天,中科院高能物理研究所发布消息:10月9日21点17分,我国高海拔宇宙线观测站、高能爆发探索者和“慧眼”卫星同时探测到迄今最亮的伽马射线暴。这是我国首次实现对伽马射线暴的天地多手段联合观测,将其光子最高能量纪录提升了近20倍,打破了多项观测纪录,对于揭示伽马射线暴的爆发机制具有重要价值。
伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象。捕捉和高统计量观测伽马射线暴,是高海拔宇宙线观测站的重要科学目标之一。本次探测到的高强度爆发,来自编号为GRB 221009A的伽马射线暴。
在过去半个多世纪探测到的数千个伽马射线暴中,最高光子能量约1万亿电子伏。而此次高海拔宇宙线观测站探测到了大量的高能光子,最高光子能量达到了18万亿电子伏,在国际上首次打开了10万亿电子伏波段的伽马射线暴观测窗口。
高海拔宇宙线观测站将给出伽马射线暴最高能段的光变曲线最精细的测量;高能爆发探索者成功对该伽马射线暴的软伽马射线光变特征进行了高精度观测,展现了初期爆发和后随闪耀的演化过程;“慧眼”卫星的高能、中能和低能X射线望远镜首次在伽马射线暴观测中同时探测到信号,并对该伽马射线暴“余辉”进行了及时监测。目前,大量相关研究已展开。
(原标题:我国观测到迄今最亮伽马射线暴)
来源:北京晚报 记者刘苏雅
流程编辑:u099
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GRB 221009A爆发时刻在LHAASO视场中的位置
伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象。伽马射线暴短至几毫秒,长达数小时,释放的能量超过太阳在其一生辐射能量的总和。记者从中国科学院高能物理研究所最新获悉,10月9日21点17分(北京时间),高海拔宇宙线观测站(LHAASO,拉索)、高能爆发探索者(HEBS)和慧眼卫星(Insight-HXMT)同时探测到迄今最亮的伽马射线暴(编号GRB 221009A)。
这是我国首次实现对伽马射线暴的天地多手段联合观测,并独家实现了从最高的十几太电子伏光子(LHAASO)到兆电子伏伽马射线(HEBS)和千电子伏X-射线(慧眼)的多谱段精细测量,跨越9个量级。
在本次观测中,LHAASO将伽马射线暴光子最高能量记录提升了近20倍,与慧眼卫星和HEBS观测一起,发现这个事件比以往人类观测到的最亮伽马射线暴亮了10倍以上。这些观测结果打破了多项伽马射线暴观测的记录,对于揭示伽马射线暴的爆发机制具有重要价值。
持续时间较长的伽马射线暴产生于比太阳大几十倍的恒星星体坍缩爆炸,而持续时间较短的伽马射线暴则产生于两个致密天体(比如黑洞或中子星)合并爆炸,后者还可能伴随发射引力波。这次高强度的爆发发生在距离地球两千多兆光年处,这么近距离的伽马射线爆发估计几十年甚至百年才出现一次。
LHAASO是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施,由我国自主提出并设计建造。(#天目Tech+#捕捉“天外来客”:“拉索”首席科学家揭秘观测宇宙线的故事)观测站位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,占地面积约1.36平方公里。LHAASO主体工程于2021年7月完成建设并投入科学运行,是世界上灵敏度最高的超高能伽马射线天文台,LHAASO的运行开启了 “超高能伽马天文学”观测时代。本次LHAASO以无与伦比的接收度探测到大量的高能光子,最高光子能量达到18 TeV。这些测量对宇宙中存在的背景光场等基本物理参数和模型将做出强烈的限制,预计产生重要的认知水平的提升。
高能爆发探索者(HEBS)于2022年7月27日发射,是我国近期发射的空间新技术试验卫星的主要科学载荷之一,采用“怀柔一号”卫星所开创的新型探测技术以及基于北斗短报文的准实时星地通讯方案,能够迅速下传观测数据。凭借先进的探测器设计,HEBS成功对该伽马射线暴的软伽马射线光变特征进行了高精度观测,展现了初期爆发和后随闪耀的演化过程。
慧眼卫星是我国第一颗空间X射线天文卫星,于2017年6月15日发射运行,在轨观测5年多来已在黑洞、中子星、快速射电暴等方面取得一大批重要原创成果。本次慧眼卫星的高能、中能和低能X射线望远镜首次在伽马射线暴观测中同时探测到信号,而且因为慧眼卫星当时正在扫描观测这一天区,从而对该伽马射线暴的余辉进行了及时监测。这些能量相差上十亿倍的测量结果,对于建立正确的伽马射线暴爆发机制模型极为重要。
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10月9日21点17分,我国高海拔宇宙线观测站、高能爆发探索者和“慧眼”卫星同时探测到迄今最亮的伽马射线暴。这是我国首次实现对伽马射线暴的天地多手段联合观测,将伽马射线暴光子最高能量纪录提升了近20倍,打破了多项伽马射线暴观测纪录,对于揭示伽马射线暴的爆发机制具有重要价值。10月16日,中科院高能物理研究所发布了这一消息。
伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象,其短至几毫秒,长可达数小时,释放的能量超过太阳在其一生辐射能量的总和。持续时间较长的伽马射线暴产生于比太阳大几十倍的恒星星体坍缩爆炸;持续时间较短的伽马射线暴则产生于两个致密天体的合并爆炸,并可能伴随发射引力波。
本次探测到的高强度爆发,来自编号为GRB 221009A的伽马射线暴,发生在距离地球两千多兆光年处。如此近距离的伽马射线爆发,预计每几十年甚至百年才会出现一次。在过去半个多世纪探测到的数千个伽马射线暴中,最高光子能量约1万亿电子伏。而本次高海拔宇宙线观测站探测到了大量的高能光子,最高光子能量达到了18万亿电子伏,在国际上首次打开了10万亿电子伏波段的伽马射线暴观测窗口。捕捉和高统计量观测伽马射线暴,是高海拔宇宙线观测站的重要科学目标之一。此次亮度空前的爆发,正好发生在高海拔宇宙线观测站视场的中心附近,为完成此项科学目标奠定了强大的观测基础。
高海拔宇宙线观测站将给出伽马射线暴最高能段的光变曲线最精细的测量;高能爆发探索者成功对该伽马射线暴的软伽马射线光变特征进行了高精度观测,完美展现了初期爆发和后随闪耀的演化过程;“慧眼”卫星的高能、中能和低能X射线望远镜首次在伽马射线暴观测中同时探测到信号,并对该伽马射线暴余辉进行了及时监测。这些能量相差上十亿倍的测量结果,对于建立正确的伽马射线暴爆发机制模型极为重要。目前,探测结果已经引发巨大反响,大量相关研究迅速展开,涌现出关于新物理可能性的许多讨论。同时,这些测量对宇宙中存在的背景光场等基本物理参数和模型将做出强烈的限制,预计产生重要的认知水平的提升。
高海拔宇宙线观测站是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施,由我国自主提出并设计建造。观测站位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,主体工程于2021年7月完成建设并投入科学运行,是世界上灵敏度最高的超高能伽马射线天文台,其运行开启了“超高能伽马天文学”观测时代。“慧眼”卫星是我国第一颗空间X射线天文卫星,于2017年6月15日发射运行,在轨观测5年多来已在黑洞、中子星、快速射电暴等方面取得一大批重要原创成果。高能爆发探索者于2022年7月27日发射,是我国近期发射的空间新技术试验卫星的主要科学载荷之一,采用“怀柔一号”卫星所开创的新型探测技术以及基于北斗短报文的准实时星地通讯方案,能够迅速下传观测数据。目前,高能爆发探索者处于在轨测试阶段,预期将获得更多重要成果。
来源:北京日报
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IT之家 10 月 16 日消息,据中国科学院高能物理研究所消息,2022 年 10 月 9 日 21 点 17 分(北京时间),高海拔宇宙线观测站(LHAASO,拉索)、高能爆发探索者(HEBS)和慧眼卫星(Insight-HXMT)同时探测到迄今最亮的伽马射线暴(编号 GRB 221009A)。
▲ GRB 221009A 爆发时刻在 LHAASO 视场中的位置
据介绍,在本次观测中,LHAASO 将伽马射线暴光子最高能量纪录提升了近 20 倍,在国际上首次打开了 10 TeV 波段的伽马射线暴观测窗口,与慧眼卫星和 HEBS 观测一起,发现这个事件比以往人类观测到的最亮伽马射线暴亮了 10 倍以上。这些观测结果打破了多项伽马射线暴观测的记录,对于揭示伽马射线暴的爆发机制具有重要价值。
IT之家了解到,伽玛射线暴(英语:Gamma Ray Burst,缩写 GRB),又称伽玛暴,是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强,随后又迅速减弱的现象。
伽玛暴发现于 1967 年,几十年来,人们对其本质了解得还不很清楚,但基本可以确定是发生在宇宙学尺度上的恒星级天体中的爆发过程。伽玛暴是目前天文学中最活跃的研究领域之一,曾在 1997 年和 1999 年两度被美国《科学》杂志评为年度十大科技进展之列。
据中国新闻网报道,中国科学家的发现已在国际上引发巨大反响,大量相关研究迅速展开,涌现出关于新物理可能性的许多讨论。
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据中科院高能所消息,2022年10月9日21点17分(北京时间),高海拔宇宙线观测站(LHAASO,拉索)、高能爆发探索者(HEBS)和慧眼卫星(Insight-HXMT)同时探测到迄今最亮的伽马射线暴(编号GRB 221009A)。得益于高能所近些年在天地一体化观测能力建设的高速发展,尤其是LHAASO的成功建造和运行,占据了国际领先地位,使我国首次实现对伽马射线暴的天地多手段联合观测,并独家实现了从最高的十几太电子伏光子(LHAASO)到兆电子伏伽马射线(HEBS)和千电子伏X-射线(慧眼)的多谱段精细测量,跨越9个量级。在本次观测中,LHAASO将伽马射线暴光子最高能量记录提升了近20倍,在国际上首次打开了10 TeV波段的伽马射线暴观测窗口,与慧眼卫星和HEBS观测一起,发现这个事件比以往人类观测到的最亮伽马射线暴亮了10倍以上。这些观测结果打破了多项伽马射线暴观测的记录,对于揭示伽马射线暴的爆发机制具有重要价值。
图1:GRB 221009A爆发时刻在LHAASO视场中的位置
图2:慧眼卫星观测迄今最亮的伽马射线暴(GRB 221009A)。在伽马射线暴发生前后,慧眼卫星恰好在对该天区进行扫描观测,绿色点线代表望远镜指向的扫描轨迹
伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象,首次发现于1960年代。伽马射线暴短至几毫秒,长达数小时,释放的能量超过太阳在其一生辐射能量的总和。持续时间较长的伽马射线暴产生于比太阳大几十倍的恒星星体坍缩爆炸,而持续时间较短的伽马射线暴则产生于两个致密天体(比如黑洞或中子星)合并爆炸,后者还可能伴随发射引力波。这次高强度的爆发发生在距离地球两千多兆光年处,这么近距离的伽马射线爆发估计几十年甚至百年才出现一次。
在过去半个多世纪探测到的数千个伽马射线暴中,最高能量光子达到大约1万亿电子伏(TeV)。本次LHAASO以无与伦比的接收度探测到大量的高能光子,最高光子能量达到18 TeV。LHAASO的探测结果已经引发了国际上巨大的反响,大量的相关研究迅速展开,涌现出关于新物理可能性的许多讨论。同时,这些测量对宇宙中存在的背景光场等基本物理参数和模型将做出强烈的限制,预计产生重要的认知水平的提升。
LHAASO在百GeV以上的甚高能区记录到几万个光子信号,将给出伽马射线暴最高能段的光变曲线最精细的测量。凭借先进的探测器设计,HEBS成功对该伽马射线暴的软伽马射线光变特征进行了高精度观测,完美展现了初期爆发和后随闪耀的演化过程。慧眼卫星的高能、中能和低能X射线望远镜首次在伽马射线暴观测中同时探测到信号,而且因为慧眼卫星当时正在扫描观测这个天区,从而对该伽马射线暴的余辉进行了及时监测。这些能量相差上十亿倍的测量结果,对于建立正确的伽马射线暴爆发机制模型极为重要。
该伽马射线暴发生后,LHAASO实验高能所团队在首席科学家曹臻研究员带领下迅速展开数据分析,在爆发后不到两天内就通过伽马射线暴协同观测网(Gamma-ray Coordinates Network,GCN)向国际同行发布了初步观测结果。进一步的数据分析和科学研究正由LHAASO合作组成员全力开展。高能所慧眼卫星和HEBS观测运行团队、载荷团队和数据分析团队在慧眼卫星首席科学家张双南研究员和HEBS项目首席科学家熊少林研究员的带领下,迅速投入观测分析,并及时启动了机遇观测。在团队的密切协作下,慧眼卫星和HEBS已经得到初步分析结果,并已通过天文电报(Astronomer’s Telegram)和GCN向国际同行发布。
LHAASO是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施,由我国自主提出并设计建造。观测站位于四川省稻城县海拔4410米的海子山,占地面积约1.36平方公里。LHAASO主体工程于2021年7月完成建设并投入科学运行,是世界上灵敏度最高的超高能伽马射线天文台,LHAASO的运行开启了 “超高能伽马天文学”观测时代。捕捉和高统计量观测伽马射线暴是LHAASO的重要科学目标之一。此次亮度空前的爆发正好发生在LHAASO视场的中心附近,为完成此项科学目标奠定了强大的观测基础。慧眼卫星是我国第一颗空间X射线天文卫星,于2017年6月15日发射运行,在轨观测5年多来已在黑洞、中子星、快速射电暴等方面取得一大批重要原创成果。高能爆发探索者(HEBS)于2022年7月27日发射,是我国近期发射的空间新技术试验卫星的主要科学载荷之一,采用“怀柔一号”卫星所开创的新型探测技术以及基于北斗短报文的准实时星地通讯方案,能够迅速下传观测数据。HEBS目前处于在轨测试阶段,预期将获得更多重要成果。
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2022年10月9日21点17分(北京时间),慧眼卫星(Insight-HXMT)和高能爆发探索者(HEBS)联合观测到迄今最亮的伽马射线暴(编号GRB 221009A),创造了我国空间天文望远镜的历史记录。本次两个设备联合观测,不仅探测到该伽马暴从软X射线到软伽马射线的宽能段辐射,而且覆盖了从爆发到余辉的长时间段,为深入研究该伽马暴提供了独特的观测数据。
伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象,首次发现于1960年代。伽马射线暴短至几毫秒,长达数小时,释放的能量超过太阳在其一生辐射能量的总和。持续时间较长的伽马暴产生于比太阳大几十倍的恒星星体坍缩爆炸,而持续时间较短的伽马暴则产生于两个致密天体(比如黑洞或中子星)合并爆炸,后者还可能伴随发射引力波。半个多世纪以来,人类已经探测到数千个伽马暴。慧眼卫星和高能爆发探索者观测的这个伽马暴将亮度记录提高了10倍。
由于该伽马暴的亮度极高,大量伽马射线光子可穿透卫星结构被探测器接收,慧眼卫星的高能X射线望远镜、中能X射线望远镜和低能X射线望远镜均探测到信号。这是首次慧眼卫星的三台望远镜同时对伽马暴爆发阶段进行观测。此外,伽马暴发生前后,慧眼卫星正在扫描观测这个伽马暴所在的天区,从而对该伽马暴的余辉进行了监测,提供了极为宝贵的数据。
高能爆发探索者(HEBS)是我国近期发射的空间新技术试验卫星的主要科学载荷之一。HEBS是专门探测伽马射线暴的监测器,采用“怀柔一号”卫星所开创的新型探测技术以及基于北斗短报文的准实时星地通讯方案。尽管该伽马暴亮度极高,国际上很多观测设备均发生了数据丢失等问题,但HEBS凭借先进的探测器设计,成功对该伽马暴进行了高精度观测,没有发生数据丢失等问题,对于深入细致研究该伽马暴的爆发阶段具有重要价值。
该伽马暴发生后,在慧眼卫星首席科学家张双南研究员和HEBS项目首席科学家熊少林研究员的带领下,慧眼卫星及时启动了机遇观测,慧眼卫星和HEBS观测运行团队、载荷团队和数据分析团队迅速响应,争分夺秒开展工作。团队中既有经验丰富的数据分析专家,包括慧眼卫星科学中心负责人李小波副研究员,葛明玉特聘青年研究员,李承奎、廖进元和陈玉鹏副研究员等,又有载荷技术骨干,包括慧眼卫星高能望远镜载荷主任设计师刘聪展研究员、HEBS载荷总师李新乔副研究员等。
在团队的密切协作下,慧眼卫星和HEBS已经得到初步观测结果,并已通过天文电报和伽马暴协同观测网(Gamma-ray Coordinates Network,GCN)向国际同行发布,对于全面深入观测研究该伽马暴做出了重要贡献。
慧眼卫星是我国第一颗空间X射线天文卫星,于2017年6月15日发射运行,在轨观测5年多来已在黑洞、中子星、快速射电暴等方面取得一大批重要原创成果。高能爆发探索者(HEBS)于2022年7月27日发射,目前处于在轨测试阶段,预期将获得更多重要成果。
在同一时间,我所高海拔宇宙线观测站(LHAASO,拉索)也在地面看到了GRB 221009A的甚高能伽马射线辐射,并将伽马射线暴辐射光子的能量上限提高了近20倍。
图1:慧眼卫星观测迄今最亮的伽马射线暴(GRB 221009A)。在伽马射线暴发生时,慧眼卫星恰好在对其所在的天区进行扫描观测,绿色点线代表望远镜指向的扫描轨迹。
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世界各地的天文台刚刚探测到一次巨大的极高能量辐射耀斑,科学家们将其描述为“破纪录的”。
上图:艺术家对伽马射线爆发的场景描绘。
该事件于10月9日首次被探测到,其亮度极高,最初被误认为是离地球更近的事件。它最初被命名为“Swift J1913.1+1946”,被认为是来自不太遥远的来源的短暂X射线闪光。当通过了进一步的分析,天文学家才发现了这束光的真正本质 —— 伽马射线暴,宇宙中最猛烈的爆炸之一,现在被重新命名为“GRB221009A”。
虽然距离较远,但它仍然是迄今为止距离最近的天体之一,距离我们只有24亿光年。此外,这次异常明亮的伽马射线暴,似乎是迄今探测到的最高能量的伽马射线暴,最高可达18太电子伏特。
需要明确的是,虽然这种距离恰好是平均长伽马射线爆发距离的20倍,但它对地球上的生命绝对没有威胁。
相反,这是非常令人兴奋的 —— 这一事件可能为这些迷人的爆炸提供新的线索。尽管 GRB221009A 的近距离使它在我们的天空中显得更亮,但它可能是我们见过的最明亮的伽马暴。
澳大利亚国际射电天文学研究中心(ICRAR)科廷大学节点的天文学家和瞬态事件专家杰玛·安德森(Gemma Anderson)表示:“这确实是一个非常令人兴奋的事件!这一事件非常近,但也非常有能量,这意味着它产生的无线电、光学、X射线和伽马射线非常明亮,很容易观察到。因此,我们可以用世界各地的许多大大小小的望远镜来研究这种 GRB,并收集非常全面的数据集,因为它开始变亮,然后消失。”
伽马辐射是宇宙中能量最大的光,由原子核的放射性衰变产生。伽马射线暴是一个巨大的事件,在几秒钟内释放的能量相当于太阳在100亿年里产生的能量。这些爆发标志着大质量恒星(超新星或极超新星)生命的终结。它们也可以从两颗中子星之间的碰撞中产生。
基本上,当一颗比我们的8个太阳还大的恒星被挤压在一起时,耗尽了氢聚变所需的物质,向外的压力就会下降,恒星就会在引力作用下坍缩。这就产生了一个巨大的爆炸(超新星),将外层物质推进到太空中,而核心坍缩成中子星或黑洞。
不同的伽马射线爆发剖面意味着不同种类的爆炸,它们以不同的方式消退。2017年,天文学家观察到两颗中子星之间的碰撞,产生了短暂的伽马暴。长时间的爆发与异常强大的事件有关,即超级超新星和极超新星。
目前还不清楚 GRB221009A 的作用是什么。
杰玛·安德森说:“现在下结论还为时过早。来自底层超新星的光需要几天时间才能变亮。然而,考虑到伽马射线爆发的持续时间很长,它可能是一种非常强大的超新星。”
上图:大型高海拔宇宙线观测站(LHAASO)。
我们所知道的是,这次爆发似乎来自一个尘土飞扬的星系,而且威力巨大。而位于中国的切伦科夫天文台的大型高海拔宇宙线观测站(LHAASO)探测到了能量高达约18太电子伏特(TeV)的光子。到目前为止,只有少数几个伽马射线暴的发射在 TeV 范围内被探测到;如果 LHAASO 的数据得到证实,GRB221009A 将是第一个超过10TeV的。
目前,还有很多科学研究要做。科学家们正在训练望远镜对准该物体的位置,以观察尽可能多波长的余辉的行为,这些信息对于详细揭示爆炸的原因至关重要。
杰玛·安德森说:“当你在处理以接近光速的速度喷发出恒星残骸、留下黑洞的宇宙爆炸时,你是在观察在最极端的环境中发生的物理现象,这在地球上是不可能重现的。”
“我们仍然没有完全理解这个过程。如此近距离的爆炸意味着,我们可以收集非常高质量的数据来研究和理解这种爆炸是如何发生的。”
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