宇宙能量最高伽馬譜線被發現

作為宇宙大爆炸之後最劇烈的爆炸現象，伽馬射線暴（伽馬暴）長期以來一直是天體物理學家持續跟蹤觀測和聚焦研究的重要領域。中國科學院高能物理研究所日前發佈消息說，該所牽頭的科研團隊通過分析“極目”系列衛星和費米衛星的聯合觀測數據，在伽馬暴中發現能量高達三十七兆電子伏的伽馬射線譜線，這是迄今觀測到的宇宙天體產生的能量最高、證據最確鑿的譜線。

這項伽馬暴觀測研究的里程碑發現，將為破解伽馬暴及相對論性噴流產生之謎提供全新的重要線索。科研團隊介紹說，中國近年來成功發射“慧眼”衛星、“極目”系列衛星、愛因斯坦探針衛星以及中法天文衛星等一系列空間科研設備，開展伽馬暴觀測研究。

二○二二年十月，全球眾多天文望遠鏡觀測到一例迄今最亮的伽馬暴（編號GRB221009A），其中，中國“慧眼”和“極目”對該伽馬暴的瞬時輻射進行精確測量發現，該伽馬暴具有打破紀錄的觀測亮度和各向同性能量，這些極端性質使其成為歷史性天文事件。

自從一九六七年發現首個伽馬暴以來，人類已探測到近萬例伽馬暴。在本項研究中，中國科學院高能所“極目”衛星團隊聯合中國科學院雲南天文台等單位的科研人員，通過“極目”衛星和國際上費米衛星的觀測數據，對迄今最亮伽馬暴開展詳細的能譜分析和譜線搜索工作，特別是利用“極目”衛星的精確測量數據對費米衛星的數據進行校準和檢驗，並開展大量探測器本底研究和儀器效應分析等，成功提取出精準可靠的伽馬暴能譜。

經過進一步嚴謹分析，研究團隊發現GRB221009A伽馬暴的能譜中存在一條演化規律的發射線譜線，譜線的能量和光度均隨時間演化，為譜線的真實性以及譜線起源於該伽馬暴提供了最堅實的證據。該伽馬暴在主暴階段譜線能量高達三十七兆電子伏，這是迄今探測到的宇宙天體產生的最高能量的譜線。

科研團隊表示，伽馬暴包括兩種類型，一類產生於很大質量恆星的核心坍縮爆炸，持續時間通常長於兩秒，此次發現的迄今最亮伽馬暴即屬於此類；另一類產生於兩顆極端緻密天體(中子星、黑洞等)的合併爆炸，持續時間通常短於兩秒，並同時發出引力波。以上發現對於研究伽馬暴及相對論性噴流的物理性質和產生機制具有重要而獨特的價值，是伽馬暴和極端宇宙觀測研究的重大突破。

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