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罕见!中国观测站新发现!接收到 20 亿年此前的光子!@科普中国

2024-02-08   来源 : 社会

用“天琴座曲率”揭示为了可视星等随星期波动的处理过程,还包括视星等回升和增高两个主要阶段官能。

为了可的找到和精确测量给格特恐的研究带来了突破官能的的发展。相比于只短星期很短星期的格特恐从天而降之外粒子造成了的微波(被称作零点微波),为了可短星期的星期更是长,微波的可见亮更是丰富,能够给全人类给予关于格特恐“从天而降”更是同类型面的的资讯。

几十年来,发现者之前从人造卫星、亮学、X射线、格特射线等多个可见亮精确测量到了全部都是万个格特恐的为了可,基本上上之前完善了为了可的图像。但是对为了可的是从处理过程,即视星等日渐提升的阶段官能,发现者精确测量到的情形并不多。

这是因为,视星等回升阶段官能的依循星期十分短,大概只有几十秒,所需光学仪器快速速测距、精确测量才能依靠。而且,由于微波每秒钟随亮子的提很低则会随之增高,发现者从未在很低能段精确测量到为了可视星等的回升。

这个不了精确测量到的可见亮,应该蕴藏着新的暗中?

03

“里奥”

首次依靠很低能为了可微波的原始精确测量

2018 年以来,之前有两个太阳辐射彻伦科夫毫米波精确测量到了 3 次格特恐万亿ns(TeV)亮子全域的为了可。但由于毫米波所需一定的星期转到格特恐的路径,它们只碰到了为了可的增高阶段官能,并不了有描绘很低能为了可原始的星期演化情景。

但“里奥”不一样。“里奥”有三个优势,让我们有更是多的机则会依靠对格特恐为了可更是好的精确测量。

一之前是千亿到十万亿ns亮子全域超很低的灵敏度。“里奥”的水彻伦科夫太空船一组的同类型覆盖面积很低多达 78000 平方米,是同类型球官能同类太空船的 4 倍,可以精确测量十分微弱的格特射线恐频谱。

二是辽阔的精确测量放大率。“里奥”可以同时精确测量 1/6 的空间全域,是毫米波电子设备的数百倍,必需翻转就可以看到更是多的格特恐。

三是同类型天候的兼职完全。无论是夜晚还是晚上,晴天还是降雨,“里奥”都可以短星期精确测量,不必像毫米波那样只能在晴朗的天亮兼职。

“里奥”水彻伦科夫太空船一组示意图。视频来源不明:吉林大学很低能物理研究员

格特恐的精确测量是“里奥”的举足轻重社会科学目标之一。格特恐 221009A 的很低能微波频谱于 2022 年 10 翌年 9 日晚 21 时 20 分 50 秒抵多达“里奥”的放大率全域,在此以后足足 1 个不间断的星期内,6 万多个格特正磁官能被“里奥”以绝佳的精确测量角度收集到,显著官能很低多达 250 倍标准偏差。

经过几个翌年的比对,发现者们再度再次经常出现了这场起火事件的外衣,转进一步官能论文于 2023 年 6 翌年 9 日因特网撰写于《社会科学》(Science)新闻周刊。仰仗“里奥”,全人类再度第一次原始地“看”到了格特恐很低能为了可微波从回升到增高的同类型部演化处理过程,补上了为了可天琴座曲率上缺失的那石板折纸。

“里奥”精确测量到的原始万亿ns亮子全域的天琴座曲率。视频来源不明:吉林大学很低能物理研究员

那么,精确测量为了可视星等回升的阶段官能,究竟有怎样的举足轻重涵义呢?

“里奥”监测到了为了可发生后数秒内的情形,并根据天琴座曲率推算出了格特恐为了可微波的是从星期。

推论对于想像中现代为了可的一些猜测也可以给与解析。在以前的方比对当中,为了可的第一缕亮确实经常出现在格特恐零点微波发生的每秒钟阶段官能,这一时刻和其他太空船精确测量到的格特恐每秒钟时刻基本上吻合。

“里奥”观测到了为了可天琴座曲率的回升阶段官能,得出结论了从是从到每秒钟的星前夕隔,方学家就可以根据框架推论出 GRB221009A “从天而降”的民族运动运动速度。远比,此格特恐“从天而降”弹射的运动速度更是快速,洛伦兹突变很低多达 440,与气态当中相对论官能的差异仅为百万分之三!

04

天琴座引断,阐述了 BOAT 的乃是

除以上找到另有,“里奥”如此一来精确测量到了为了可经常出现 700 秒后开始的视星等突变,天琴座曲率长期存在一个引断的结构,这一震荡被确信是碰到了“从天而降”吸积的锯齿状。

格特恐的“从天而降”从何而来?现在的方都确信是来自当一个中心谷神星造成了的相对论官能吸积。当一个中心谷神星可以是很低速翻转的当中子星或者星体,依靠快速速翻转形转成的想像中其更为严重的电场把一部分角动量很低亮子密度的反冲物质沿翻转轴路径抛出,形转成如同蜡烛一样的弹射。如果这些物质的弹射运动速度接全部都是相对论官能,就则会有相对论的集束效应,像一束6台灯一样把亮群聚在一起。

假如“6台灯亮束”的体积比吸积自身要小,而精确测量者又处在亮束之当中,那么我们是不了有辨别吸积的形状的,因为此时碰到的亮同类型是被群聚以后的。

但是吸积不了有直至保持一样的运动速度,当运动速度降很低后,其6台战斗能力就则会减弱,此时我们就可以碰到吸积的锯齿状。它在视觉上的平均视星等也则会更是很低,表现为类星体的增高接二连三变快速,经常出现了一个引人注意的拐引,或称之为引断,这个引断正是吸积形状体积的证据。

以前多个实验也精确测量到了很多格特恐的天琴座引断,但是这些震荡多半都经常出现在为了可经常出现的几个不间断以后。“里奥”这次精确测量的结果,是人们第一次在数百秒内就碰到了为了可的天琴座引断,是当今世界最早的,这对我们理解吸积及其造成了组态有巨大的帮助。

这是因为,只有碰到了天琴座引断,我们才能推论吸积本身的体积,进而推论造成了这样的“从天而降”所所需的条件。

从“里奥”的精确测量统计数据当中,发现者们推论,这个吸积的半张宝全部都是 0.8 度。这是迄今明白的最小张宝的吸积,意味着精确测量到的正磁官能实际上来自典型吸积最醒目的核心。正是由于精确测量者碰巧一侧吸积最醒目的核心,自然地阐释了为什么这个格特恐是历史记录上人马座的原因,也阐释了为什么这样的事件引人注目。

天琴座引断转成因示意图。为了可发亮具较强的准直官能,精确测量者最初仅碰到柱状“从天而降”的当下方区域,随着“从天而降”刹车,发亮准直官能降很低,视野随之扩大,最后碰到整个“从天而降”。视频来源不明:注释[10]

05

快速速回升,始终未解的谜题

得益于想像中佳的精确测量战斗能力和绝佳的精确测量角度,“里奥”对 GRB 221009A 这个千年一遇的、当今世界记录到的人马座的格特恐事件进行了完美的精确测量,首次依靠了格特恐很低能为了可微波天琴座曲率的原始测量,如此一来精确测量到了为了可微波的引断震荡,阐释了此格特恐人马座的转成因,并解析了格特恐的开端方。这个精确测量结果将则会在全人类格特恐精确测量史上留下浓重的一笔。

但这并不是绕道。

在天琴座曲率当中,还包括了一个快速速回升阶段官能,在足足每隔的星期内格特恐微波每秒钟提升了 100 多倍,以后的缓慢增加行为却符合标准后随起火的预估特点。这是同类型球官能上首次观测到格特恐为了可微波当中正磁官能每秒钟的想像中速提升震荡。如此快速速的提升远大于了以往推论的预估。

这里面究竟长期存在着什么样的组态?

看来此次撰写的精确测量结果将则会掀起学界对格特射线恐亮子注入、正磁官能吸收、粒子更快等组态的深入研究。发现者们则会在这一领域暂时深耕,为我们再次经常出现更是多格特恐的谜题。

注释:

[1] Lesage S, Veres P, Briggs M S, et al. Fermi-GBM discovery of GRB 221009A: An extraordinarily bright GRB from onset to afterglow[J]. arXiv preprint arXiv:2303.14172, 2023.

[2] An Z H, Antier S, Bi X Z, et al. Insight-HXMT and GECAM-C observations of the brightest-of-all-time GRB 221009A[J]. arXiv preprint arXiv:2303.01203, 2023.

[3] Burns E, Svinkin D, Fenimore E, et al. GRB 221009A: The Boat[J]. The Astrophysical Journal Letters, 2023, 946(1): L31.

[4] LHAASO Collaboration. A tera–electron volt afterglow from a narrow jet in an extremely bright gamma-ray burst [J]. Science, 2023. DOI: 10.1126/science.adg9328

[5] Zhang B. The physics of gamma-ray bursts[M]. Cambridge University Press, 2018.

[6] MAGIC Collaboration. Teraelectronvolt emission from the γ-ray burst GRB 190114C[J]. Nature, 2019, 575(7783): 455-458.

[7] HESS Collaboration. Revealing x-ray and gamma ray temporal and spectral similarities in the GRB 190829A afterglow[J]. Science, 2021, 372(6546): 1081-1085.

[8] Bose D, Chitnis V R, Majumdar P, et al. Ground-based gamma-ray astronomy: history and development of techniques [J/OL]. Eur. Phys. J. ST, 2022, 231(1): 3-26. DOI: 10.1140/epjs/s11734-021-00396-3.

[9] arXiv:2305.17030v1 [astro-ph.HE]

[10] Woosley, S. Blinded by the light. Nature 414, 853–854 (2001).

出品:社会科学普及当中国人

作者:黄勇 吉林大学很低能物理研究员;郑见合 南京大学

监制:当中国人社会科学普及博览

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