中国科学家实现人类首次大质量恒星死亡瞬间天文现象全过程记录 暗世界之最( 二 )


与此同时戴子高指出,“拉索”的此次观测又凸显了特殊的意义 。他将此次伽马射线暴现象比喻成一个“胚胎”,“拉索”此次采用的TeV观测则完整地发现这个“胚胎”是如何从一个“受精卵”最后成长为一个“胎儿”的过程,“TeV观测就相当于是一个’B超‘,去准确地观察这个过程,这也是我们第一次如此完整的去认识到这样一个过程 。”戴子高称 。
此次观测收获多项“首次发现”
目前,“拉索”已经从这场伽玛射线暴中记录到6万多个伽马光子,曹臻表示,这是一个惊人的数据,这体现出此次观测到的伽玛暴的亮度非常可观,因为像德国的神奇伽马射线望远镜这样的高能探测器唯一一次,也是最高纪录也只能探测到不到一千个光子 。“像蟹状星云这种’标准烛光‘,我们收集了三年的数据还不及这一次几百秒内我们搜集到数据 。记录到了6万多个伽马光子,这意味着我们可以做非常精细的研究,能够看到这场伽马暴的一些非常细致的结构,这都是前所未有的 。”
据了解,此次观测中,“拉索”首次精确测量高能光子爆发的完整过程 。“拉索”收集到的信号细节表明,探测到的光子来源于主爆之后的后随爆炸 。伽马射线暴事件的“主爆”,也称为瞬时辐射,是初始阶段的巨大的爆炸,表现为强烈的低能的伽马射线辐射 。而接近于光速的爆炸物与周围环境气体碰撞就会产生“后随爆炸”,也称为余辉 。
“‘拉索’首次精确地观测了‘后随爆炸’的完整过程,记录了万亿电子伏特伽马射线流量增强和衰减的整个阶段 。” 曹臻表示,凭借对上万个伽马射线暴的观测,科学家们已经建立了似乎完美的理论模型,甚至于对它深信不疑了 。“拉索”实现了其它实验没有达到的高能量波段光变过程的教科书式的完整观测,对理论模型的精确检验提供了实验基础 。鉴于此次爆发万年不遇的稀缺性,这个观测结果预期将在今后几十甚至上百年内将保持最佳 。
此外,“拉索”还首次测量到高能光子流量快速增强的过程 。该论文通讯作者之一、中国科学院高能物理研究所研究员姚志国介绍称,在后随爆炸过程中,“拉索”首次探测到光子流量的极速增强 。在不到两秒的时间内流量增强了100多倍,但之后的缓慢增涨行为却符合后随爆炸的预期特征 。
“早期如此快速的增强现象超出了以往理论模型的预期 。究竟存在着什么样的机制?相信此次发表的观测结果将会引发科学界对伽马射线暴能量注入、光子吸收、粒子加速等机制的深入探讨 。”姚志国称 。
在此次万年难遇的观测中,“拉索”还发现了此次伽马射线暴成为历史最亮的秘密 。“拉索”观测表明,高能辐射在起爆之后不到10分钟的某个时刻,亮度突然快速减弱了 。论文通讯作者之一,南京大学教授王祥玉将这种现象解释为是爆炸后的抛射物是喷流状的结构,当辐射张角扩展到了喷流的边缘时造成亮度快速下降 。
“由于这个亮度转折发生时间极早,由此测出了喷流的张角也极小,仅0.8度 。这是迄今知道的最小张角的喷流,意味着观测到的实际上是一个典型内亮外暗喷流的最明亮的核心 。正是由于’拉索‘碰巧正对喷流最明亮的核心,自然也就解释了为什么这个伽马射线暴是有史以来最亮的,也进一步解释了为什么这样的事件极其罕见 。” 戴子高表示 。
“拉索”在最高能段的记录到的6万多个伽马光子,也被认为将会揭示更多的谜团 。“若把选择条件降到最低,记录到的光子数可以达到10万!”论文通讯作者之一、中国科学院高能物理研究所研究员查敏表示,对比同能区其它实验装置,甚至是专门设计来追踪伽马暴的设备,它们测到的光子数目仅在千个以下的水平,且都只测到了爆炸过后60秒以后的“余辉” 。截止当下,本场爆炸事件还有其它的许多新发现,科学家们还在不懈地深耕“拉索”的数据,力图揭示更多的奥秘,相信后续会有更多的“拉索”观测数据分析成果 。