美国国家航空航天局的费米在迄今为止最明亮的伽马射线爆发中发现了新特征

（神秘的地球uux.cn）据美国宇航局（弗朗西斯·雷迪）：2022年10月，天文学家对迅速被称为BOAT的东西感到震惊，这是有史以来最明亮的伽马射线暴（GRB）。现在，一个国际科学小组报告说，美国国家航空航天局费米伽马射线太空望远镜的数据揭示了一个以前从未见过的特征。

荷兰奈梅亨Radboud大学的首席研究员Maria Edvige Ravasio说：“在BOAT爆发几分钟后，费米的伽马射线爆发监测器记录到了一个引起我们注意的异常能量峰值。”她隶属于意大利Merate INAF（意大利国家天体物理研究所）的布雷拉天文台。“当我第一次看到这个信号时，我浑身起鸡皮疙瘩。从那时起，我们的分析表明，这是50年来研究伽马射线暴以来看到的第一条高置信度发射线。”

一篇关于这一发现的论文发表在7月26日的《科学》杂志上。

当物质与光相互作用时，能量可以以特有的方式被吸收和再发射。这些相互作用可以使特定的颜色（或能量）变亮或变暗，从而在光谱中像彩虹一样传播光线时产生可见的关键特征。这些特征可以揭示丰富的信息，例如相互作用中涉及的化学元素。在更高的能量下，光谱特征可以揭示特定的粒子过程，例如物质和反物质湮灭以产生伽马射线。

意大利米兰INAF布雷拉天文台的合著者Om Sharan Salafia说：“虽然之前的一些研究报告了其他伽马射线暴吸收和发射特征的可能证据，但随后的审查表明，所有这些都可能只是统计波动。我们在BOAT中看到的是不同的。”。“我们已经确定，这个特征只是噪声波动的可能性不到五亿分之一。”

在这位艺术家的概念中，一束以接近光速运动的粒子从一颗大质量恒星中喷出。这颗恒星的核心耗尽了燃料，坍缩成了一个黑洞。一些向黑洞旋转的物质被重新定向为向相反方向发射的双射流。当其中一个喷流恰好直接指向地球时，我们看到了伽马射线爆发。图像：uux.cn美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心概念图像实验室

伽马射线暴是宇宙中最强大的爆炸，会释放出大量的伽马射线，这是最高能量的光。最常见的类型发生在大质量恒星的核心耗尽燃料、坍缩并形成快速旋转的黑洞时。落入黑洞的物质会驱动方向相反的粒子射流，以接近光速的速度穿过恒星的外层。当其中一个喷流几乎直接指向地球时，我们就会探测到伽马射线暴。

BOAT，正式名称为GRB 221009A，于2022年10月9日爆发，并迅速饱和了轨道上的大多数伽马射线探测器，包括费米探测器。这使得他们无法测量爆炸最强烈的部分。重建的观测结果，再加上统计参数，表明如果BOAT与之前检测到的GRBs属于同一群体，那么它可能是一万年来地球天空中出现的最明亮的爆发。

假定的发射线出现在探测到爆发后近5分钟，并且在它已经变暗到足以结束费米的饱和效应之后很久。这条线持续了至少40秒，发射达到了约12MeV（百万电子伏）的峰值能量。相比之下，可见光的能量范围为2至3电子伏。

那么，是什么产生了这种光谱特征呢？该团队认为，最有可能的来源是电子及其反物质对应物正电子的湮灭。

“当电子和正电子碰撞时，它们会湮灭，产生一对能量为0.511 MeV的伽马射线，”意大利拉奎拉格兰萨索科学研究所和格兰萨索国家实验室的合著者Gor Oganesyan说。“因为我们正在研究喷气式飞机，那里的物质以接近光速的速度移动，这种发射会大大蓝移，并被推向更高的能量。”

如果这种解释是正确的，为了产生峰值为12MeV的发射线，湮灭粒子必须以大约99.9%的光速向我们移动。

美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的费米项目科学家伊丽莎白·海斯指出：“经过几十年对这些令人难以置信的宇宙爆炸的研究，我们仍然不了解这些喷气机是如何工作的细节。”。“找到像这条引人注目的排放线这样的线索将有助于科学家更深入地研究这种极端环境。”

费米伽马射线太空望远镜是由戈达德管理的天体物理学和粒子物理学合作项目。费米是与美国能源部合作开发的，法国、德国、意大利、日本、瑞典和美国的学术机构和合作伙伴做出了重要贡献。

作者：弗朗西斯·雷迪

美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心，马里兰州格林贝尔特。