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喷射流高达0.9999倍的光速?发生在45亿年前的伽马射线暴

伽马暴是世界中最亮堂也是能量高的爆破,是来自外太空时间短而激烈的高能辐射亮光。因为伽马射线被大气层阻挠,这些爆破在20世纪60年代末才被Vela卫星意外发现,Vela卫星原本是用来监督太空中人工核爆破的防护卫星。自从发现这些伽马暴以来,跟着几颗勘探伽马暴来源的专用卫星发射,伽马暴一直是人们重视的焦点。90年代末,人们认识到大质量恒星的逝世和坍缩进程中会产成长爆(持续几秒以上)。

而本世纪头十年,中子星兼并进程中会呈现短爆(持续不到几秒)。两年前,LIGO和Virgo引力波勘探器观测到了引力波,NASA费米(Fermi)和ESA的Integral两颗卫星也观测到了时间短爆破,戏曲性地证明了这一点。关于这些伽马暴依然有许多疑团,特别令人困惑的是高能辐射是怎么发生的。NASA尼尔·盖恩斯·斯威夫特卫星上的伽马射线勘探器勘探到了GRB 190114C,这是45亿年前发生在悠远星系的一次亮堂爆破。

坐落西班牙拉帕尔马的Roque de los Muchachos天文台切伦科夫勘探器,在Swift的触发下,转向了爆破的方位,发现了来自爆破的超高能量光子(TeV能量)。超高能量的TeV光子是在瞬间发射后约50秒被观测到,处于所谓的“余辉”阶段,其能量至少是之前从任何爆破中勘探到最高能量光子的10倍。尽管如此,来自下诺夫哥罗德使用物理研讨所的叶夫根尼·德里舍夫教授和耶路撒冷希伯来大学的Tsvi Piran教授将这些数据与尼尔·盖恩斯·斯威夫特对低能量(x射线)光子的观测相结合,提醒了发射机制的细节。

在2019年8月1日宣布在《天体物理学》上的一篇研讨论文中,天文学家指出,辐射必定来自于以0.9999倍光速向发射的喷流。高能辐射是由电子加快到喷流内部的TeV级能量而发射。发射进程也可以确认:这是所谓的“逆康普顿机制”,其间超高能电子与低能光子磕碰,并提高能量。值得注意的是,相同的相对论电子也经过同步辐射发生低能量的“种子”光子。

MAGIC现已发现了Rosetta伽马射线迸发,这种共同勘探让科学家们初次可以区别不同的发射模型,并发现爆破的切当条件。现在也能了解为什么曩昔没有观测到这种辐射。未来的切伦科夫望远镜,比方方案中的切伦科夫望远镜阵列,一个正在建设中的跨国项目,将比MAGIC愈加灵敏。现在的发现标明,未来还会发现许多相似事情,并将持续提醒这个世界之谜。

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