GRB 221009A是有史以来探测到最明亮的伽马射线暴事件,和其他事件亮度差异犹如室内小灯泡与运动场大灯。最近,NASA费米伽马射线太空望远镜数据再揭开一个以前从未见过的新特征,来自电子及其反物质“正电子”相互碰撞湮灭、并以99.9%光速向我们移动。
伽玛暴(Gamma-Ray Burst,GRB)是宇宙已知最强大、最猛烈的爆炸,最常见伽玛暴类型来自质量至少太阳8倍的恒星耗尽核心融合燃料、不再能抵消自身向内引力时发生,这会产生一个旋转黑洞,将物质引导到两极,并以接近光速的速度喷射出去。,当喷流直指地球,就会被视为伽玛暴。
如果有一场伽玛暴于地球几千光年范围内爆发,其巨大威力很可能破坏地球大气层,而在所有可怕的伽玛暴事件中,GRB 221009A事件几乎瞬间脱颖而出。
2022年10月9日,费米伽马射线太空望远镜、尼尔·格雷尔斯雨燕天文台从距离地球约22亿光年的南天猎犬座(Canis Major)方向,发现有史以来最亮伽马射线暴“GRB 221009A”,昵称BOAT,其亮度超过以往观测的任何GRB,且就算距离如此遥远,仍扰动了地球底电离层,成为天文学界重要研究对象。
事实上,GRB 221009A在爆炸能量最强烈的时刻闪瞎全部望远镜,约5分钟后才稍微变暗到足以让望远镜正常收集数据,荷兰拉德堡德大学团队则从中注意到费米望远镜记录了一个不寻常能量峰值。
当光穿过物质,由于元素以特定频率吸收、发射光,会于这些光留下吸收与发射“指纹”,科学家便可依此重建光穿过的元素,确定与其相互作用的物体化学成分,而研究人员注意到的不寻常发射线特征持续约40秒,峰值能量达12 MeV(=1,200 eV)。作为比较,可见光能量通常落在2~3 eV。
研究人员表示,这组特殊光谱发射线最可能由物质与反物质:电子、正电子相互碰撞湮灭引起。当电子和正电子碰撞湮灭,通常会产生一对能量为0.511 MeV的伽马射线,这个数值远低于12 MeV,为了形成峰值为12 MeV的发射线,湮灭粒子必须以约99.9%光速向我们移动,产生极大蓝移并被推向更高能量。
科学家至今仍在仔细研究GRB 221009A爆炸后果,比如今年4月,另一个团队利用韦伯太空望远镜发现GRB 221009A伽玛暴由超新星爆炸引起,但却没有在周围找到任何重元素形成迹象,导致重元素起源又多了一个悬而未决的谜团。
新论文发表在《科学》(Science)期刊。
(首图来源:NASA)