華盛頓(2019年11月20日)-伽馬射線暴是宇宙中最強大的爆炸。這些爆炸事件持續(xù)一秒到幾分鐘不等，并且發(fā)出的伽瑪射線量與宇宙中所有恒星的總和相同。如此極端的能量只能在災(zāi)難性事件中釋放，例如非常大的恒星死亡或兩個緊湊恒星的合并，并伴隨著隨著時間推移而逐漸消失的各種能量的余輝。

自從首次伽瑪射線爆發(fā)以來已經(jīng)有幾十年了，但是它們的一些基本特征仍然不清楚。一個國際研究人員團隊，包括來自喬治華盛頓大學(xué)的兩位天體物理學(xué)家Chryssa Kouveliotou和Alexander van der Horst，現(xiàn)已邁出了下一步，以了解這些事件在起作用的物理過程，最近的一項發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然》雜志上。

研究人員觀察到了帶有余輝的伽馬射線爆發(fā)，其特征是能量最高的光子-能量強度是可見光中的萬億倍，是有史以來一次爆發(fā)中檢測到的。

GW物理學(xué)副教授范德霍斯特博士說：“這種非常高的能量排放以前是在理論研究中預(yù)測的，但從未直接觀察到。”

GW物理學(xué)教授Kouveliotou博士補充說：“在觀測GRB超過45年之后，我們剛剛確認了它們的余輝中還存在另一個未知成分，這極大地增加了伽馬射線爆發(fā)的整體能量收支。”

2019年1月14日，研究人員檢測到一個名為GRB 190114C的爆炸。這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了全球范圍內(nèi)使用20多個觀測站和儀器進行的廣泛電磁頻譜觀測活動。這項合作使國際團隊能夠收集有關(guān)GRB 190114C的前所未有的信息，從而捕獲了跨越17個數(shù)量級能量的伽馬射線爆發(fā)余輝發(fā)射的演變過程。

作為共同努力的一部分，van der Horst博士和Kouveliotou博士是一個小組的成員，負責(zé)跟蹤GRB 190114C余輝中的無線電波發(fā)射。該團隊使用南非的新型MeerKAT射電望遠鏡記錄了發(fā)射，與非常高能的伽馬射線相比，該發(fā)射處于光譜的另一端。

范德霍斯特博士說：“ MeerKAT是一種新型的天文臺，具有很高的靈敏度。”“這是觀測這類事件的好設(shè)施。我們的團隊正在執(zhí)行一項多年計劃，以觀察未來幾年更多的伽馬射線爆發(fā)和其他宇宙爆炸。”

GRB 190114C的獨特之處在于，研究人員能夠在余輝發(fā)射中首次觀察到具有兆電子伏特(TeV)能量的光子。使用西班牙拉帕爾瑪島的MAGIC協(xié)作望遠鏡，研究人員注意到，這種TeV光子的發(fā)射強度比已知的最亮的TeV能量穩(wěn)定源Crab Nebula高100倍。正如預(yù)期的那樣，這種非常高的能量發(fā)射在事件開始后約半小時內(nèi)迅速消失，而光譜其他部分的余輝發(fā)射則持續(xù)了更長的時間。

研究人員指出，所觀察到的余輝光譜的形狀指示了稱為逆康普頓發(fā)射的發(fā)射過程。該事件支持了在伽馬射線暴中通常產(chǎn)生逆康普頓發(fā)射的可能性。

Kouveliotou博士說：“位于西班牙拉帕爾瑪(La Palma)的TeV光子探測器MAGIC開啟了研究伽馬射線爆發(fā)的新窗口。”“我們期待著在未來更多的探測中了解它們的物理特性和伽馬射線爆發(fā)中的真實能量釋放。”