“拉索”捕捉最亮伽马射线暴：揭秘宇宙极端物理过程

“拉索”捕捉最亮伽马射线暴：揭秘宇宙极端物理过程

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人民网

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来源

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http://sc.people.com.cn/GB/n2/2024/0330/c345167-40794058.html

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https://lssf.cas.cn/

2022年10月9日，一个历史性时刻在四川稻城的海子山上被记录下来。中国科学院高能物理研究所负责建设和运行管理的中国高海拔宇宙线观测站（“拉索”，LHAASO）成功捕捉到了迄今为止最亮的伽马射线暴（GRB 221009A），这一发现不仅打破了多项观测纪录，更为揭示宇宙中最极端的物理过程提供了关键线索。

“拉索”位于四川省稻城县海子山，平均海拔4410米，是目前世界上灵敏度最高的超高能伽马射线观测站。整个观测站由5216个电磁粒子探测器和1188个μ子探测器组成，同时还配备了一个占地78000平方米的水切伦科夫探测器阵列以及18个大气切伦科夫望远镜。这种多探测器协同工作的设计，使得“拉索”能够以前所未有的精度和灵敏度观测宇宙线和伽马射线。

伽马射线暴是宇宙中最剧烈的爆发现象之一，通常与大质量恒星坍缩或致密天体并合等极端天体物理过程相关。而GRB 221009A的亮度和能量都远超以往记录，其释放的能量是普通伽马射线暴的10倍以上。

更令人兴奋的是，“拉索”不仅记录了这次爆发的强度，还首次精确测定了该伽马射线暴的能量光谱，并成功追踪到了能量级宇宙射线的源头。这一突破性发现为研究宇宙射线的加速机制提供了前所未有的线索。

通过数据分析，科学家们发现这次伽马射线暴源自距离地球约4000光年的天鹅座X星团。在这个区域内，存在一个巨大的超高能伽马射线泡，其能量峰值达到了惊人的2.5千万亿电子伏特。这一发现暗示着在天鹅座X星团内存在一个强大的宇宙射线加速器。

进一步的研究表明，这个加速器与天鹅座OB2星协密切相关。这是一个由多颗年轻大质量恒星组成的星群，其中包含表面温度高达35000℃以上的O型巨星和表面温度超过15000℃的B型蓝巨星。这些恒星的强烈辐射和高速恒星风为粒子加速提供了理想环境。

这一发现对现有的天体物理学理论提出了重要挑战。研究团队发现目标区域背景光在红外波段上的亮度仅为理论预测的40%，这可能意味着需要重新审视星系形成和演化模型。

此外，这次观测还发现了能量高达37兆电子伏特的伽马射线谱线，这是迄今为止探测到的宇宙天体产生的能量最高的谱线。这一发现为进一步研究伽马射线暴的产生机制提供了新的线索。

“拉索”的成功建设和运行标志着中国在高能天体物理学领域已经跻身世界前列。这次对GRB 221009A的观测不仅展示了“拉索”卓越的探测能力，更为未来的研究奠定了坚实的基础。

随着“拉索”等大科学装置的持续运行，我们有理由期待更多关于宇宙起源和演化的重大发现。这些突破不仅将推动基础科学研究的发展，还可能为人类带来意想不到的技术革新。

这一发现不仅是天文学领域的重要里程碑，更是人类探索宇宙奥秘的又一重大突破。它不仅展示了中国在高能天体物理学领域的技术实力，更为人类理解宇宙中最极端的物理过程提供了新的线索。随着“拉索”等大科学装置的持续运行，我们有理由期待更多关于宇宙起源和演化的重大发现。