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輻射能量超千億電子伏特!伽馬射線(xiàn)暴中迄今最高能光子“現(xiàn)身”

來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)時(shí)間：2019-11-21 16:13:13

國(guó)際天文學(xué)家在兩個(gè)伽馬射線(xiàn)暴的觀(guān)測(cè)中，發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)劇烈爆發(fā)釋放的迄今已知最高能光子。英國(guó)《自然》雜志20日發(fā)表的3篇論文，描述了這些天體物理學(xué)研究結(jié)果，對(duì)這類(lèi)高能事件的形成過(guò)程提出了顛覆性的解釋。

伽馬射線(xiàn)暴被認(rèn)為是宇宙中最高能的爆發(fā)，有觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為這種爆發(fā)是由中子星或黑洞的形成導(dǎo)致的。爆發(fā)最初會(huì)產(chǎn)生明亮的閃光，隨后的“余暉”階段則會(huì)釋放各種能量的輻射——從無(wú)線(xiàn)電波到10億電子伏特量級(jí)的伽馬射線(xiàn)。由于觀(guān)測(cè)方面的限制，研究人員對(duì)甚高能輻射(超過(guò)1千億電子伏特)的起源一直不甚明了。

最新的這3項(xiàng)研究，報(bào)道了對(duì)GRB 190114C和GRB 180720B這兩個(gè)伽馬射線(xiàn)暴釋放輻射的探測(cè)結(jié)果，這些輻射的能量均超過(guò)1千億電子伏特。其中，2019年1月探測(cè)到的GRB 190114C在爆發(fā)后約1分鐘開(kāi)始釋放2—10千億電子伏特的甚高能光子。德國(guó)馬克斯·普朗克物理研究所科學(xué)家在其中兩篇論文中，分析了多個(gè)望遠(yuǎn)鏡采集的數(shù)據(jù)，從而確定這種輻射的產(chǎn)生機(jī)制。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，電子會(huì)將光子散射，并提高它們的能量，這個(gè)過(guò)程也被稱(chēng)為“逆康普頓散射”。

在第三篇論文中，天文學(xué)家在GRB 180720B最初輻射10小時(shí)后的余暉中，觀(guān)測(cè)到了能量為1—4.4千億電子伏特的光子。對(duì)于2018年7月發(fā)現(xiàn)的GRB 180720B，科學(xué)家也將探測(cè)結(jié)果歸因于“逆康普頓散射”。

在同時(shí)發(fā)表的新聞與觀(guān)點(diǎn)文章中，美國(guó)內(nèi)華達(dá)大學(xué)張冰認(rèn)為，無(wú)論是對(duì)伽馬射線(xiàn)暴的觀(guān)測(cè)研究來(lái)說(shuō)，還是對(duì)確定這些事件的背后機(jī)制來(lái)說(shuō)，這些研究結(jié)果都是非常重要的成就。他希望將來(lái)能觀(guān)測(cè)到更多伽馬射線(xiàn)暴的高能輻射，并相信這能帶來(lái)“供研究人員挖掘的寶貴財(cái)富”。

關(guān)鍵詞： 輻射能量 伽馬射線(xiàn) 高能光子

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