来自阿德莱德大学等研究人员组成的跨国团队首次展示了某些类型的超新星爆炸可以发出极高能量的伽玛射线暴,这些可以从地球表面探测到。
阿德莱德大学的加文·洛维尔副教授是高能立体系统(H.E.S.S.)团队的一员。他们在《自然》杂志上发表了这一挑战现有伽马射线暴(GRB)及其起源知识的研究成果。
“我们对伽玛射线暴的观测表明,加速产生伽马射线的粒子仍然存在,或者是在宇宙爆炸之后很长时间内产生的,”他说。
“超新星代表巨大恒星的惊人死亡,它们可能是宇宙中最具能量和暴力的事件之一。
团队利用纳米比亚的H.E.S.S.伽马射线望远镜揭示了这些伽玛射线,每条射线的能量是光学光的1000亿倍以上。”
间谍卫星在20世纪60年代开始探测外太空发射的伽玛射线爆发,但直到20世纪90年代才有新的卫星提供宝贵数据,帮助解开这些伽马射线爆发之谜。
“一些伽玛射线暴与大质量恒星结束它们的生命为‘超新星’相关,它们会产生密集的射线束或辐射,将能量集中在狭窄的方向上。如果这些射流指向地球,那么我们就能看到伽玛射线暴,通常持续时间不超过一两分钟,”洛维尔副教授说。
科学家们在2018年7月探测到了一个名为GRB 180720B的新伽玛射线暴。它是一个非常强大的伽玛射线暴,持续了大约50秒,这是一个相对较长的持续时间,表明一颗大质量恒星的死亡。它的核心坍塌成一个高速旋转的黑洞。周围的气体形成围绕黑洞的扩散物质的吸积盘,然后产生了从地球上看到的射流,尽管存在非常遥远的距离。
“在对许多其他伽玛射线暴进行了十多年的观察后,H.E.S.S.首次确认了以前从未见过的高能量伽玛射线的‘超新星’检测结果,”洛维尔副教授说。
“由于其位置,H.E.S.S.望远镜在初始事件后约十个小时便有能力寻找爆发后非常高能量的余辉。
“虽然在这些高能量下探测到伽玛射线暴已经被长期预期,但在初始爆发后几小时发现这一现象仍然令人大吃一惊。
“这些H.E.S.S.结果的其他方面提出了颗粒加速在伽玛射线爆发中存在新挑战,确实,我们认为宇宙射线的出处也一样。”
通过对GRB 180720B伽马射线发射的探测和更新的观测策略学到的教训,H.E.S.S.科学家们有能力预期未来高能量GRB的探测,这将使他们更深入地了解这一现象。