華盛頓(2019年11月20日)-伽馬射線暴是宇宙中最強(qiáng)大的爆炸。這些爆炸事件持續(xù)一秒到幾分鐘不等，并且發(fā)出的伽瑪射線量與宇宙中所有恒星的總和相同。如此極端的能量只能在災(zāi)難性事件中釋放，例如非常大的恒星死亡或兩個(gè)緊湊恒星的合并，并伴隨著隨著時(shí)間推移而逐漸消失的各種能量的余輝。

自從首次伽瑪射線爆發(fā)以來(lái)已經(jīng)有幾十年了，但是它們的一些基本特征仍然不清楚。一個(gè)國(guó)際研究人員團(tuán)隊(duì)，包括來(lái)自喬治華盛頓大學(xué)的兩位天體物理學(xué)家Chryssa Kouveliotou和Alexander van der Horst，現(xiàn)已邁出了下一步，以了解這些事件在起作用的物理過(guò)程，最近的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然》雜志上。

研究人員觀察到了帶有余輝的伽馬射線爆發(fā)，其特征是能量最高的光子-能量強(qiáng)度是可見(jiàn)光中的萬(wàn)億倍，是有史以來(lái)一次爆發(fā)中檢測(cè)到的。

GW物理學(xué)副教授范德霍斯特博士說(shuō)：“這種非常高的能量排放以前是在理論研究中預(yù)測(cè)的，但從未直接觀察到。”

GW物理學(xué)教授Kouveliotou博士補(bǔ)充說(shuō)：“在觀測(cè)GRB超過(guò)45年之后，我們剛剛確認(rèn)了它們的余輝中還存在另一個(gè)未知成分，這極大地增加了伽馬射線爆發(fā)的整體能量收支。”

2019年1月14日，研究人員檢測(cè)到一個(gè)名為GRB 190114C的爆炸。這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了全球范圍內(nèi)使用20多個(gè)觀測(cè)站和儀器進(jìn)行的廣泛電磁頻譜觀測(cè)活動(dòng)。這項(xiàng)合作使國(guó)際團(tuán)隊(duì)能夠收集有關(guān)GRB 190114C的前所未有的信息，從而捕獲了跨越17個(gè)數(shù)量級(jí)能量的伽馬射線爆發(fā)余輝發(fā)射的演變過(guò)程。

作為共同努力的一部分，van der Horst博士和Kouveliotou博士是一個(gè)小組的成員，負(fù)責(zé)跟蹤GRB 190114C余輝中的無(wú)線電波發(fā)射。該團(tuán)隊(duì)使用南非的新型MeerKAT射電望遠(yuǎn)鏡記錄了發(fā)射，與非常高能的伽馬射線相比，該發(fā)射處于光譜的另一端。

范德霍斯特博士說(shuō)：“ MeerKAT是一種新型的天文臺(tái)，具有很高的靈敏度。”“這是觀測(cè)這類事件的好設(shè)施。我們的團(tuán)隊(duì)正在執(zhí)行一項(xiàng)多年計(jì)劃，以觀察未來(lái)幾年更多的伽馬射線爆發(fā)和其他宇宙爆炸。”

GRB 190114C的獨(dú)特之處在于，研究人員能夠在余輝發(fā)射中首次觀察到具有兆電子伏特(TeV)能量的光子。使用西班牙拉帕爾瑪島的MAGIC協(xié)作望遠(yuǎn)鏡，研究人員注意到，這種TeV光子的發(fā)射強(qiáng)度比已知的最亮的TeV能量穩(wěn)定源Crab Nebula高100倍。正如預(yù)期的那樣，這種非常高的能量發(fā)射在事件開(kāi)始后約半小時(shí)內(nèi)迅速消失，而光譜其他部分的余輝發(fā)射則持續(xù)了更長(zhǎng)的時(shí)間。

研究人員指出，所觀察到的余輝光譜的形狀指示了稱為逆康普頓發(fā)射的發(fā)射過(guò)程。該事件支持了在伽馬射線暴中通常產(chǎn)生逆康普頓發(fā)射的可能性。

Kouveliotou博士說(shuō)：“位于西班牙拉帕爾瑪(La Palma)的TeV光子探測(cè)器MAGIC開(kāi)啟了研究伽馬射線爆發(fā)的新窗口。”“我們期待著在未來(lái)更多的探測(cè)中了解它們的物理特性和伽馬射線爆發(fā)中的真實(shí)能量釋放。”