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国家高能物理科学数据中心三大用户团队发现迄今最亮伽马射线暴

文章来源:国家高能物理科学数据中心

更新时间:2022-10-17 16:24

       2022年10月9日,国家高能物理科学数据中心三大用户团队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)。高能所近些年快速发展了天地一体化观测能力,其中LHAASO是地面上的高海拔宇宙线观测装置,HEBS和慧眼卫星是太空中的科学卫星,使我国首次实现对伽马射线暴的天地多手段联合观测,据此占据了国际领先地位,并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。

       LHAASO、HEBS和慧眼卫星是国家高能物理科学数据中心的三大重要用户。此次最亮伽马暴的发现充分体现了多数据融合多信使联合研究的巨大科学潜力。

       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。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。

       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。

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
 
详细信息来源:中国科学院高能物理研究所,
http://www.ihep.ac.cn/xwdt/gnxw/2022/202210/t20221016_6531791.html