最强伽马射线暴

异常明亮的射线暴

10 月 9 日上午，多个 X 射线和伽马射线望远镜探测到了一个异常明亮且持久的高能辐射脉冲信号。这一现象吸引了世界各地天文学家的注意，他们纷纷将望远镜对准那部分天空，想要更多地了解这场不同凡响的大爆发。

编号为 GRB 221009A 的伽马射线暴源自于天箭座方向的天空。 ( 图 /International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/B. O'Connor ( UMD/GWU ) & J. Rastinejad & W Fong ( Northwestern Univ ) )

这一强大的信号源自一个伽马射线暴。天文学家将其命名为 GRB 221009A，发生在天箭座方向距离地球约 24 亿光年之远的地方。这很可能是迄今为止观测到的威力最大的一次伽马射线暴。天文学家认为，它很可能源自于一个新诞生的黑洞。

尽管后续观测仍在进行，但天文学家已经在发现之后的第一时间将其发表在了《天文学家电报》上。

长暴与短暴

伽马射线暴是发生在遥远星系中的高能暴发。在宇宙中，当大质量恒星走向生命的终点时，就会经历这样一次异常剧烈的爆炸。爆炸释放出巨大的能量，成为宇宙中最璀璨明亮的烟火。这种强烈的射线暴在一秒钟内所释放的能量可与太阳一生所释放的能量相媲美。

伽马射线暴分为两类，持续时间从几毫秒到几小时不等。持续 2 秒以上的长暴，它们通常伴有明亮的余辉，往往与有快速的恒星形成的星系有关。天文学家认为，长暴与大质量恒星坍缩形成中子星或黑洞有关。

持续时间不到 2 秒的伽马暴被认为是短暴，通常来自很少有恒星形成的区域。天文学家认为，短暴可能是两颗中子星并合的结果，或者一颗中子星与一个黑洞并合形成一个千新星的结果。这一假设在 2017 年得到了证实，当时，LIGO 合作组捕捉到了两颗中子星并合时发出的引力波信号，同时还有一个与千新星有关的强大的伽马射线暴事件。

正在诞生的黑洞

新发现的GRB 221009A 属于长暴，它很可能代表着一颗新黑洞的诞生。当黑洞形成时，会驱动强大的粒子喷流。这些粒子喷流被加速到接近光速的速度，然后穿过前身星的残骸，在流入太空时发射出 X 射线和伽马射线。当这些喷流的方向大致指向地球时，就能以明亮的 X 射线和伽马射线闪光的形式被探测到。

自 20 世纪 90 年代以来，天文学家已经探测到数以千计的伽马射线暴，而 GRB 221009A 是其中最为独特的一个。与那些典型的伽马射线暴相比，距地球约 24 亿光年之远的 GRB 221009A 要比其他伽马射线暴近得多。

费米 γ 射线空间望远镜对以 GRB 221009A 为中心的天空进行了超过 10 个小时的观测。每一帧显示的是能量大于 100MeV 的伽马射线，颜色越亮表示伽马射线信号越强。（图 /NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration）

除了距离近之外，GRB 221009A 也是有记录以来的能量最高、最明亮的伽马射线暴。费米 γ 射线空间望远镜对这次伽马射线暴进行了长达 10 多个小时的探测，发现异常长的 GRB 221009A 的余辉在所有波长上都打破了记录。下一个如此高能的伽马射线暴可能在几十年甚至几个世纪内都难以出现。

解决基本大问题

值得注意的是，有报告称，GRB 221009A 事件的高能辐射干扰了地球电离层，影响了长波无线电传输。寻找高能光子的探测器发现了能量高于任何大型强子对撞机所能产生的任何粒子。中国的高海拔宇宙线观测站（LHAASO）也对这一事件进行了探测。LHAASO 能观测到大量高能光子，最高能量可达到 18 TeV（太电子伏特），它将有助于我们理解，这些高能粒子是如何打破我们对物理学的标准理解，在历经 24 亿光年的距离后仍然能够存活下来的。

此外，得益于 GRB 221009A 离我们相对较近，让我们能够探测到如此高能和如此长的射线暴。这意味着，通过分析 GRB 221009A，天文学家或许能获悉许多在过去无法看清的细节，为解决像黑洞的形成或暗物质模型的测试等基本问题带来新的线索和见解。