天文在线|那是什么？听说有可能毁灭地球?，科学家观测到超强伽马射线暴
一对伽马射线暴（GRB）被一个国际的天文学家小组发现了 ， 其能量比以往观测到的任何物质都要强大 。 GRB是宇宙中已知的最强的爆炸 ， 但这些最新的观测表明 ， 我们以前是大大地低估了它们的真正潜力 。 三篇发表在《自然》杂志上最新的论文描述了两种全新的伽玛射线暴——GRB190114C和GRB180720B——这两种射线暴都产生了高能光子——目前为止有记录的GRB事件中能量最高的光子 。 这些未想过的观测结果发出了新的光芒——确切地说——为这些神秘的宇宙事件及其背后的原理发出了新的光芒 。
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【天文在线|那是什么？听说有可能毁灭地球?，科学家观测到超强伽马射线暴】图片：伽马射线暴来源：谷歌
我们认为巨大的恒星坍缩成黑洞 ， 形成超新星所引发了伽马射线暴 。 由此产生的爆炸会产生一种强大的、浓缩的喷流 ， 以99.99%的光速将物质射入太空 。 高速加速的粒子通过与磁场和辐射的复杂相互作用产生伽马射线 。 随后伽马射线继续穿越星际空间 ， 其中一些最终到达地球 。 当它们与大气接触时 ， 伽马射线会引发粒子级联 ， 进而产生一种被称为切伦科夫光的现象 ， 这种现象可以被特殊装置的望远镜探测到 。
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图片：超新星 ， 科学家猜测其可以引发伽马射线暴（GRB）
“天文学家50多年一直在研究伽马射线暴 ， 但是还有很多东西需要学习 ， 包括需要深入了解伽马射线如何产生 ， 以及包括物质以如此极端速度从黑洞向外抛出时的物理学 。 ”华威大学的一个新研究的合作作者之一 ， 天文学教授AndrewLevan说道 。 前所未有的巨大能量的、新发现的伽马射线暴 ， 无疑是有帮助的 。
Levan在给Gizmodo的电子邮件中写道：“这些新的观测结果扩大了伽马射线的能量范围 ， 揭示了我们以前从未见过的辐射一个新组成部分 。 ”“他们是一个让望远镜探测到这种光的技术的绝佳演示 。 最重要的是 ， 它们提供了一种新方法来理解自然界最极端条件下的物理学 。 ”
事实上 ， 如果没有一些引人注目的技术 ， 这些观测是不可能的 。 新论文中描述的GRB能量是通过观察它们对大气的影响来测量的 。 当伽马射线冲进我们的天空时 ， 它们会产生大量的粒子 ， 并产生一种空气簇射 。 这些簇射以相对速度运动时 ， 会产生一种可探测到的蓝色辉光 ， 称为切伦科夫光 ， 切伦科夫望远镜可以适当地探测到这种蓝光 。
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图片：切伦科夫光来源：谷歌
在这种情况下 ， 这些望远镜的成像系统使用了纳米比亚的高能立体成像系统(HESS)和加那利群岛的专业大气切伦科夫伽马成像系统(MAGIC) ， 两个都是由马克斯·普朗克学会操作的 。 以前曾用过卫星来观测切伦科夫光 ， 但它们的仪器不够灵敏 ， 因为它们产生的是弱光 ， 无法探测到超高能量的事件 。 第一次高能事件是GRB180720B ， 发生于2018年7月20日 ， 由马克斯·普朗克研究所(MaxPlanckInstitute)、德国电子同步加速器研究所（DESY）、国际射电天文学研究中心(ICRAR)和其他几个机构的天文学家领导的一篇论文中进行了描述 。 第二个事件 ， GRB190114C ， 发生在2019年1月14日 ， 在两篇新论文中都有描述 ， 都是由马克斯·普朗克物理研究所的RazmikMirzoyan领导的 。 来自世界各地的300多名科学家参与了这项研究 。
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图片：伽马射线暴概念图来源：谷歌
“这些特殊的爆发的特别之处不在于它们总共发出了多少能量 ， 而在于我们从单个的光中看到的能量 。 ”Levan解释说 。 “我们可以把光看作是由叫做光子的小粒子组成的 ， 这些光子中的每一个都携带着能量 。 我们通常用电子伏特来测量能量 ， 也就是单个电子通过1伏特的能量 。 ”
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