美国宇航局费米伽马射线太空望远镜一直在扫描天空中的伽马射线暴(grb)，这是宇宙中仅次于宇宙大爆炸的最明亮爆炸。一份最新高能爆炸目录为科学家们提供了关于它们如何运行的新见解。瑞典斯德哥尔摩大学的天体物理学家马格努斯·阿克塞尔松说：每次爆发在某种程度上都是独一无二的。只有当我们能够像在这个目录中那样研究大样本时，才开始了解伽马射线暴的共同特征。
这些反过来又给我们提供了一些线索，让我们了解起作用的物理机制，该目录的研究成果发表在2019年6月13日出版的《天体物理学》上，由阿克塞尔松、意大利巴里国立核物理与理工大学的伊莎贝塔•比萨迪、以及加州斯坦福大学的尼古拉•奥莫德伊和贾科莫•维亚内洛领导的120多位作者对该研究论文做出了贡献。伽马射线暴，这是光的最高能量形式，大多数伽马射线暴发生在某些类型大质量恒星耗尽燃料并坍缩形成新的黑洞时。
另一些则发生在两颗中子星合并时，这两种灾难性的事件都产生了接近光速的粒子喷流。伽马射线是由高速运动的物质在喷流内部碰撞以及喷流与恒星周围环境的相互作用产生。天文学家可以通过它们低能伽马射线的持续时间来区分这两种伽马射线。中子星合并产生的短爆发持续不到2秒，而长爆发通常持续一分钟或更长时间。新目录包括17个短暴和169个长暴，描述了过去10年费米大区域望远镜(LAT)观测到的186个事件。
费米用两种仪器观察这些强大的爆发，LAT在任何时候都能看到大约五分之一的天空，并记录下能量超过3000万电子伏(MeV)的伽马射线——这是可见光能量的数百万倍。伽玛射线爆发监测器(GBM)可以看到整个没有被地球遮挡的天空，并探测到较低的能量排放。迄今为止，GBM总共检测到2300多个伽马射线暴。下面是来自LAT目录的五个创纪录有趣事件的样本，这些事件帮助科学家了解了更多关于伽马射线暴的信息。
1、GRB 081102 b
发生在2008年11月2日的081102B短脉冲是探测到的最短的伽马射线暴，持续时间只有十分之一秒。虽然这一暴增出现在费米观测的第一年，但它没有出现在2013年出版的早期版本中。第一个LAT目录只确定了35个伽马射线暴，由于数据分析技术的改进，科学家能够确认该样本中的一些边缘观测，并为新目录识别出五倍数量的暴增。
2、GRB 160623 a
2016年6月23日在天鹅座发现的长寿命爆发160623A，在LAT energy持续发光近10个小时，是星表中持续时间最长的一次。但在费米GBM仪器记录的较低能量下，它只被探测了107秒。这两个仪器之间的明显差异证实了第一个LAT目录中暗示的趋势。无论是长脉冲还是短脉冲，高能伽马射线的发射时间都比低能射线的发射时间长，而且发射时间较晚。
3、GRB 130427 a
费米LAT探测到能量最高的伽马射线达到940亿电子伏(GeV)，距离狮子座38亿光年。它是由130427A发射，它也保持着最多的伽马射线- 17的记录，能量超过10gev。一个流行的模型提出，在射流中以接近光速运动的带电粒子遇到激波，并突然改变方向，从而发射伽马射线。但是这个模型不能解释这次爆炸产生创纪录的光，这迫使科学家重新思考他们的理论。
4、GRB 080916 c
已知最远伽马射线暴发生在122亿光年之外的船底座，研究人员计算这次爆炸的威力相当于9000颗超新星。望远镜可以观测到这些距离很远的伽马射线暴，因为它们非常明亮，但要精确地确定它们的确切距离非常困难。新目录中的186个事件中，只有34个事件的距离是已知的。
5、GRB 090510
已知到090510距离帮助检验了爱因斯坦时空结构是光滑连续的理论。费米几乎同时探测到了高能和低能伽马射线。用同样的时间走了同样的距离，结果表明所有的光，不管它的能量如何，在真空中以同样的速度移动。090510发出的总伽马射线持续了不到3分钟，但它让我们得以探索这个关于宇宙物理非常基本的问题。伽马射线暴确实是我们所见证的最壮观天文事件之一。
少了什么？
GRB 170817A标志着第一次从两颗中子星合并中探测到时空中的光和涟漪，称为引力波。该事件由激光干涉仪引力波天文台(LIGO)、室女座干涉仪和费米的GBM仪器捕捉到，但没有被LAT观测到，因为当航天器经过费米轨道上粒子活动较高的区域时，仪器被关闭了。
既然LIGO和Virgo已经开始了另一个观测期，天体物理学界将会关注更多GRB和引力波事件。这个目录是一个具有里程碑意义的团队努力。其结果帮助我们了解这些事件的数量，并为我们未来的突破性发现做准备。
博科园｜研究/来自：美国宇航局戈达德太空飞行中心/Jeanette Kazmierczak
参考期刊《天体物理学》
DOI: 10.3847/1538-4357/ab1d4e
发表于 2019-6-15 15:21
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