中國科學(xué)院高能物理研究所“懷柔一號”極目衛(wèi)星團隊聯(lián)合中國科學(xué)院云南天文臺、河北師范大學(xué)、貴州師范大學(xué)等單位的科研人員，在伽馬暴中發(fā)現(xiàn)能量高達37兆電子伏的伽馬射線譜線。這是迄今觀測到的宇宙天體產(chǎn)生的能量最高、證據(jù)最確鑿的譜線。這一成果為破解伽馬暴及相對論性噴流產(chǎn)生之謎提供了全新線索。

2022年10月9日，全球眾多天文望遠(yuǎn)鏡觀測到一例迄今最亮的伽馬暴（編號GRB 221009A）。我國的慧眼衛(wèi)星和極目空間望遠(yuǎn)鏡對該伽馬暴的瞬時輻射進行精確測量，發(fā)現(xiàn)該伽馬暴具有打破紀(jì)錄的觀測亮度和各向同性能量，這些極端性質(zhì)使其成為名副其實的千年一遇的歷史性天文事件。

該團隊利用自主研制的極目空間望遠(yuǎn)鏡以及國際上的費米衛(wèi)星伽馬射線監(jiān)測器的觀測數(shù)據(jù)，對迄今最亮伽馬暴開展了能譜分析和譜線搜索工作，特別是利用極目空間望遠(yuǎn)鏡的測量數(shù)據(jù)對費米衛(wèi)星的數(shù)據(jù)進行校準(zhǔn)和檢驗，并開展了大量的探測器本底研究和儀器效應(yīng)分析等工作，提取出精準(zhǔn)可靠的伽馬暴能譜。

分析發(fā)現(xiàn)，該伽馬暴的能譜中存在一條演化規(guī)律的發(fā)射線譜線，且譜線的能量和光度均隨時間以冪律演化，為譜線的真實性以及譜線起源于該伽馬暴提供了證據(jù)。進一步，研究發(fā)現(xiàn)，譜線的相對展寬較窄且基本不隨時間變化。令人更意外的是，在伽馬暴主暴階段譜線能量高達37兆電子伏，這是迄今探測到的宇宙天體產(chǎn)生的最高能量的譜線。這些發(fā)現(xiàn)對于研究伽馬暴及相對論性噴流的物理性質(zhì)和產(chǎn)生機制具有重要價值，是伽馬暴和極端宇宙觀測研究的重要進展。

7月25日，相關(guān)研究成果以封面論文的形式發(fā)表在《中國科學(xué)：物理學(xué)?力學(xué)?天文學(xué)（英文版）》上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項等的支持。

當(dāng)期封面