埋藏在有史以來(lái)最大規(guī)模爆炸中的信號(hào)暗示著徹底毀滅

夜空時(shí)不時(shí)地被壯觀的爆炸照亮燃燒著我們宇宙所能產(chǎn)生的最有能量的光芒。它們被稱為伽馬射線暴，可以在幾秒鐘內(nèi)釋放出我們的太陽(yáng)在其一生中將發(fā)出的輻射。

現(xiàn)在，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種前所未見(jiàn)的信號(hào)，它被埋藏在有史以來(lái)最亮的伽馬射線暴所傳遞的電磁輻射光譜中。

該信號(hào)是一種發(fā)射光——伽馬射線光譜中的一個(gè)明亮區(qū)域，由發(fā)射特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光產(chǎn)生的光產(chǎn)生?？茖W(xué)家們已經(jīng)確定，某種東西是完全和徹底的毀滅：電子-正電子對(duì)、物質(zhì)及其反物質(zhì)對(duì)方。

綽號(hào)“BOAT”（有史以來(lái)最亮的縮寫），早在 2022 年 10 月就被發(fā)現(xiàn)。這是一顆巨大的恒星爆炸的結(jié)果，因?yàn)樗?a>核心坍縮成黑洞，溢出出如此多的高能光子，我們有一個(gè)難以進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量.

但確實(shí)進(jìn)行了測(cè)量，科學(xué)家們從一開(kāi)始就知道他們正在觀察一些特殊的東西。

“在BOAT噴發(fā)幾分鐘后，費(fèi)米的伽馬射線暴監(jiān)測(cè)器記錄了一個(gè)不尋常的能量峰值，引起了我們的注意。說(shuō)荷蘭Radboud大學(xué)的天體物理學(xué)家Maria Edvige Ravasio。

“當(dāng)我第一次看到這個(gè)信號(hào)時(shí)，它讓我起雞皮疙瘩。從那時(shí)起，我們的分析表明，這是研究伽馬射線暴50年來(lái)首次出現(xiàn)的高置信度發(fā)射線。

發(fā)射線在從光源發(fā)出的光譜上顯示為明亮的條，表明某些東西正在導(dǎo)致特定波長(zhǎng)的光發(fā)出更亮的光芒——這是額外發(fā)射的來(lái)源。同樣，在吸收光波長(zhǎng)的地方可能會(huì)出現(xiàn)稱為吸收線的較暗條。

發(fā)射和吸收特征可以告訴我們很多關(guān)于各種天體物理過(guò)程的組成化學(xué)的信息，從恒星的金屬性到分子中遙遠(yuǎn)行星大氣層的構(gòu)成.

有不同的可能產(chǎn)生伽馬射線暴的情景，電磁波譜上最有能量的光的爆炸，但產(chǎn)生 BOAT（正式名稱為 GRB 221009A）的光是黑洞.恒星的外部物質(zhì)被猛烈地噴射到太空中，而核心在重力作用下坍縮，形成宇宙中最致密的物體。

這種爆炸伴隨著射流或粒子向相反方向向外爆發(fā)。這就是我們?cè)谫ゑR射線暴中看到的，射流朝向我們的視線傾斜。

當(dāng)GRB 221009A首次爆炸時(shí)，亮度非常高，以至于掩蓋了任何細(xì)節(jié)。在80秒內(nèi)，爆發(fā)從1200萬(wàn)電子伏特的峰值能量演變到大約600萬(wàn)電子伏特。僅僅五分鐘后，亮度就消退了，足以讓費(fèi)米伽馬射線望遠(yuǎn)鏡辨別出一條持續(xù)至少40秒的發(fā)射線。

研究人員認(rèn)為這是一種現(xiàn)象稱為湮滅負(fù)責(zé)增強(qiáng)發(fā)光。當(dāng)電子及其反物質(zhì)對(duì)應(yīng)物（正電子）碰撞時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生能量為 51.1 萬(wàn)電子伏特的光子。

在BOAT中觀察到的發(fā)射特性反映了更高的能量，但研究人員對(duì)此有一個(gè)解釋。湮滅發(fā)生在一架噴氣式飛機(jī)上，該噴氣式飛機(jī)以大約99.9%的光速向我們移動(dòng)。這使得能量看起來(lái)比原來(lái)高得多，這是一種基于我們觀察角度的錯(cuò)覺(jué)可以在其他天體物理噴氣機(jī)中看到.

“因?yàn)槲覀冋谟^察噴氣機(jī)，物質(zhì)以接近光速移動(dòng)，這種發(fā)射變得非常藍(lán)移，并被推向更高的能量。天體物理學(xué)家Gor Oganesyan解釋說(shuō)意大利Gran Sasso科學(xué)研究所。

雖然看起來(lái)GRB 221009A是伽馬射線暴的一個(gè)極端例子，但隨后的觀察和分析表明，這艘船實(shí)際上是相當(dāng)正常的——它的亮度僅僅是其方向的結(jié)果。正朝著我們的方向噴發(fā).

這其實(shí)是個(gè)好消息。這意味著我們可以使用BOAT來(lái)了解伽馬射線暴通常如何隨著時(shí)間的推移而演變，以及其中發(fā)生的過(guò)程。

“在研究了這些令人難以置信的宇宙爆炸幾十年之后，我們?nèi)匀徊涣私膺@些噴氣機(jī)如何工作的細(xì)節(jié)。天體物理學(xué)家伊麗莎白·海斯（Elizabeth Hays）說(shuō)美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心。

“找到像這條非凡的發(fā)射線這樣的線索將幫助科學(xué)家更深入地研究這種極端環(huán)境。

研究結(jié)果已發(fā)表在《科學(xué).

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