“拉索”精确测量迄今最亮伽马暴高能辐射能谱
作者头像
  • 潘燕
  • 2023-11-29 23:50:19 3006

近期,国际顶尖科学期刊《科学进展》刊载了一项由“高海拔宇宙线观测站”(拉索)项目团队发布的重要研究成果。这项成果揭示了迄今为止最明亮的伽马射线暴(简称“伽马暴”)的高能辐射能谱,这一发现对传统伽马暴余辉的辐射模型构成了挑战,同时也揭示了宇宙背景光在红外波段的强度低于预期值。此发现对检验爱因斯坦相对论的边界、探索暗物质候选粒子如轴子等新物理学领域提供了关键信息。

“拉索”项目,由中国科学院高能物理研究所领导的国际合作组负责,致力于揭示宇宙最极端的天文现象及其背后的物理机制。伽马暴作为宇宙大爆炸后最强烈的爆炸事件之一,其能量来源至今仍是天文学家研究的热点。

2022年10月9日,“拉索”成功捕捉到了来自伽马暴GRB 221009A的伽马射线,其能量高达10万亿电子伏特以上。这一伽马暴源于一颗比太阳重约20倍的大质量恒星的爆炸,其爆发释放出的能量相当于数百万颗超新星。在伽马暴标准模型中,高速爆炸物质与周围环境的碰撞引发的激波,导致电子获得极高能量,进而与光子相互作用产生伽马射线余辉。理论上,随着光子能量的增加,辐射强度应逐渐减弱。

然而,“拉索”精确测量的辐射能谱显示,即使在10万亿电子伏特以上,伽马暴的辐射强度并未随光子能量的增加而减弱,反而持续延伸至13万亿电子伏特。这一现象对现有的伽马暴余辉辐射模型提出了质疑。

宇宙背景光,作为宇宙中不同距离处所有星系辐射产物的累积,与宇宙的演化紧密相关。高能伽马射线在传播过程中会与宇宙背景光发生相互作用,导致能量损失。根据“拉索”的精确能谱分析,宇宙背景光对高能伽马射线的吸收强度低于预期,尤其是红外波段的宇宙背景光强度仅为现有宇宙学模型预测的40%左右。

这一发现促使天文学家重新审视宇宙中星系形成和演化的理论框架。一种可能性是,传统的宇宙演化模型仍然成立,但宇宙背景光的吸收特性可能暗示了某种超越当前粒子物理标准模型的新物理机制的存在。

“拉索”项目首席科学家曹臻指出,这一研究成果开启了探索新物理学的门户。辐射能谱揭示的新现象引发了全球科学家们的深思,他们正共同努力理解这一突破性发现背后的物理原理,以及它对未来宇宙学研究的意义。

    本文来源:图灵汇
责任编辑: : 潘燕
声明:本文系图灵汇原创稿件,版权属图灵汇所有,未经授权不得转载,已经协议授权的媒体下载使用时须注明"稿件来源:图灵汇",违者将依法追究责任。
    分享
能谱伽马拉索高能迄今辐射精确测量
    下一篇