前排视图揭示了非凡的宇宙爆炸 _生活百科

2022年1月13日整理发布：伽马射线爆发是在天空中观察到的明亮的 X 射线和伽马射线闪光，由遥远的河外源发出，”该论文的作者之一、DESY 科学家 Sylvia Zhu 解释说。“它们是宇宙中最大的爆炸，与快速旋转的大质量恒星坍缩成黑洞有关。释放的引力能的一小部分用于产生超相对论冲击波。它们的发射分为两个不同的阶段：最初的混乱提示阶段持续数十秒，随后是一个持久的、平滑消退的余辉阶段。”
2019 年 8 月 29 日，费米和斯威夫特卫星在波江座探测到伽马射线爆发。该事件根据其发生日期被编为 GRB 190829A，结果证明是迄今为止观测到的最近的伽马射线暴之一，距离约为 10 亿光年。作为比较：典型的伽马射线爆发距离我们大约 200 亿光年。“当这次伽马射线爆发发生时，我们真的坐在前排，”来自DESY的合著者安德鲁泰勒解释道。当 HESS 望远镜可以看到爆炸的余辉时，该团队立即捕捉到了爆炸的余辉。“我们可以观察几天的余辉和前所未有的伽马射线能量，”泰勒报告说。
到这种伽马射线爆发的距离相对较短，因此可以对余辉光谱进行详细测量，这是在非常高的能量范围内辐射的“颜色”或光子能量的分布。“我们可以确定 GRB 190829A 的光谱能量高达 3.3 太电子伏特，其能量约为可见光光子的一万亿倍，”海德堡马克斯普朗克核物理研究所的合著者 Edna Ruiz-Velasco 解释说. “这就是这次伽马射线爆发的非凡之处——它发生在我们的宇宙后院，高能光子在到达地球的途中没有在与背景光的碰撞中被吸收，因为它发生在距离地球更远的地方。宇宙。”
该团队可以在最初的爆炸后三天内追踪余辉。结果令人惊讶：“我们的观察揭示了爆发余辉的 X 射线和超高能伽马射线发射之间的奇怪相似之处，”朱报告说。已建立的理论假设这两种发射成分必须由不同的机制产生：X 射线成分源自在爆发周围的强磁场中偏转的超快电子。这种“同步加速器”过程与地球上的粒子加速器如何为科学研究产生明亮的 X 射线非常相似。
【前排视图揭示了非凡的宇宙爆炸】然而，根据现有理论，即使是宇宙中最强大的爆炸也不太可能将电子加速到足以直接产生观测到的超高能伽马射线。这是由于“燃尽极限”，这是由加速器内粒子的加速和冷却平衡决定的。产生非常高能量的伽马射线需要能量远远超过燃烧极限的电子。相反，目前的理论假设在伽马射线爆发中，快速电子与同步加速器光子碰撞，从而在称为同步加速器自康普顿的过程中将它们提升为伽马射线能量。