NASA的雨燕、费米任务探测到异常的宇宙爆炸

10月9日,星期日,一股异常明亮、持续时间长的高能辐射脉冲席卷地球,世界各地的天文学家都为之着迷。这种辐射来自于伽马射线爆发(GRB),这是宇宙中最强大的一类爆炸,是已知最明亮的事件之一。

东部时间周日上午,一波X射线和伽马射线穿过太阳系,触发了NASA费米伽马射线太空望远镜、尼尔·格雷尔斯雨燕天文台、Wind航天器以及其他探测器。世界各地的望远镜转向该地点研究余波,新的观测仍在继续。

雨燕的X射线望远镜在首次探测到GRB 221009A大约一小时后捕捉到了它的余辉。明亮的光环是X射线从位于爆炸方向的银河系内无法观测的尘埃层散射而形成。
影像来源:NASA/Swift/A. Beardmore (University of Leicester)

被称为GRB 221009A的爆炸为第10届费米研讨会提供了一个意想不到的令人兴奋的开端,该研讨会是一次伽马射线天文学家的聚会,目前正在南非的约翰内斯堡举行。“可以肯定地说,这次会议真的是以一声巨响拉开了序幕,每个人都在谈论这个问题。”参加会议的NASA戈达德太空飞行中心费米项目副科学家朱迪·拉库辛说。

根据费米大区域望远镜(LAT)的数据构建的序列,显示了以GRB 221009A位置为中心的伽马射线天空。每一帧显示能量大于1亿电子伏特(MeV)的伽马射线,颜色越亮表示伽马射线信号越强。它们总共代表了超过10个小时的观测。来自我们银河系中平面的辉光呈现为一条宽的对角线带。图像的大约横跨天空20度。
图片来源:NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration

该信号来自天箭座方向,经过估计19亿年才到达地球。天文学家认为,这代表了一个新黑洞的诞生,这个黑洞形成于一颗在自身重力下坍缩的大质量恒星的中心。在这种情况下,一个新生的黑洞驱动着接近光速的强大粒子喷流。这些喷流穿过恒星,向太空发射X射线和伽马射线。

雨燕的紫外/光学望远镜在可见光下拍摄的图像显示了GRB 221009A的余辉如何在大约10小时的过程中消退。这次爆炸出现在射手座,发生在19亿年前。图像直径约为4弧分。
影像来源:NASA/Swift/B. Cenko

这次爆发还为国际空间站上的两项实验——NASA的NICER X射线望远镜和日本的全太天X射线图像监测器(MAXI)——之间的联系提供了一个期待已久的首次观测机会。该连接于4月启动,被称为轨道高能监测警报网络(OHMAN)。它使NICER能够迅速转向MAXI探测到的爆发,这些操作以前需要地面科学家的干预。

“OHMAN提供了一个自动警报,使NICER能够在望远镜探测到放射源后三小时内进行跟踪。”戈达德NICER科学负责人扎文·阿佐马尼安表示。“未来的响应时间可能缩短至几分钟。”

这一古老爆炸的光带来了对恒星坍缩、黑洞的诞生、接近光速的物质的行为和相互作用、遥远星系的条件等问题的新见解。另一个如此明亮的GRB可能几十年内都不会出现。

据初步分析,费米大区域望远镜(LAT)探测到这次爆发长达10个多小时。爆发如此明亮和持久的一个原因是,对于GRB来说,它离我们相对较近。

“这次爆发比典型的GRB要近得多,这令人兴奋,因为它让我们能够探测到许多细节,否则这些细节会太微弱而无法探测。”费米LAT合作组织成员罗伯塔·皮莱拉说,他领导了关于爆发的初步交流,也是意大利巴里理工大学的博士生。“但不管距离远近,它也是有史以来见过的最有活力和最明亮的爆发之一,这都让人倍感兴奋。”

参考来源:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/nasa-s-swift-fermi-missions-detect-exceptional-cosmic-blast

发表回复