上圖是藝術(shù)家對(duì)伽馬射線暴的想象圖
伽馬暴是已知宇宙中威力最大的爆炸，被認(rèn)為是當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星坍縮成黑洞或中子星時(shí)釋放出來的。
現(xiàn)在，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一對(duì)比我們想象中更強(qiáng)大的黑洞。在《自然》雜志上發(fā)表的三篇新論文中，兩組天文學(xué)家報(bào)告發(fā)現(xiàn)了兩次伽馬射線爆發(fā)，每次爆發(fā)所釋放出的能量讀數(shù)都比可見光強(qiáng)1000億倍。事實(shí)上，其中一個(gè)的威力是可見光的一萬億倍。這是一項(xiàng)前所未有的發(fā)現(xiàn)，它將幫助我們發(fā)現(xiàn)宇宙中更多的奇異事件，并使我們更清楚地了解宇宙數(shù)十億年前遙遠(yuǎn)地方的情況。
“伽馬暴比我們所知道的要強(qiáng)大得多，”馬克斯·普朗克研究所的天體物理學(xué)家、兩篇論文的合著者之一拉茲米克·米爾佐揚(yáng)說。“這絕對(duì)是驚人的。”
這次探測(cè)是由兩個(gè)天文臺(tái)完成的：主要大氣伽馬成像切倫科夫(MAGIC)系統(tǒng)，使用位于加那利群島上的兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡，以及高能立體成像系統(tǒng)(HESS)，它是由納米比亞的五個(gè)望遠(yuǎn)鏡組成的陣列。這兩個(gè)地點(diǎn)都使用了切倫科夫成像望遠(yuǎn)鏡(IACTs)。
當(dāng)高能伽馬射線撞擊地球大氣層時(shí)，這種相互作用會(huì)使空氣分子變成一連串的正負(fù)電子對(duì)。這些電子對(duì)在大氣中加速，釋放出切倫科夫輻射。IACTs觀測(cè)到這種輻射簇射，由此得到的數(shù)據(jù)可以被重建和分析，從而確定原始高能光子——伽馬射線——的能量和方向。
1月14日發(fā)現(xiàn)了第一次爆發(fā)GRB 190114C。它最初是由一對(duì)太空望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到的，一旦知道了它的坐標(biāo)，就由赫斯進(jìn)行深入的驗(yàn)證和觀察。在GRB 190114C的余輝(發(fā)射的衰落部分)中，神奇的探測(cè)到了超過萬億電子伏特(TeV)范圍的光子能量，這是可見光的一萬億倍。迄今為止，蟹狀星云一直是已知的最明亮的TeV能量來源。這一新的爆發(fā)使這些能量相形見絀100倍，現(xiàn)在它是已知最亮的TeV光子源的紀(jì)錄保持者。
第二次爆發(fā)是在2018年7月20日探測(cè)到的GRB 180720B。它的能量遠(yuǎn)高于0.1TeV，但仍然比1tev弱。以前從未見過超過100 GeV的伽馬暴。科學(xué)家說，爆炸是在余輝階段測(cè)量的，所以釋放的初始能量肯定更高。
使用其他天文臺(tái)和儀器進(jìn)行的后續(xù)觀測(cè)顯示，GRB 190114C來自一個(gè)距離地球45億光年的星系，而GRB 180720B則來自60億光年之外。
所有的伽馬暴都是在銀河系之外產(chǎn)生的，通常在數(shù)十億光年之外的星系中會(huì)有大量的大型恒星形成。雖然我們不知道是什么造成了這些特殊的爆發(fā)，但我們知道它們都是“長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間”的爆發(fā)。這意味著它們是由稀有的、巨大的且突然快速旋轉(zhuǎn)的恒星坍塌成一個(gè)強(qiáng)大的黑洞或快速高度磁化旋轉(zhuǎn)的中子星（稱為磁星）產(chǎn)生。這兩個(gè)星體都能產(chǎn)生伽馬暴，而在這個(gè)例子中，它們是正對(duì)著地球發(fā)射的，這對(duì)天文學(xué)家來說非常幸運(yùn)。
除了創(chuàng)紀(jì)錄的發(fā)現(xiàn)外，這兩種新的伽馬暴還讓我們對(duì)這些現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的有了更深入的了解。唯一可能導(dǎo)致這種高能量排放的機(jī)制是光子向上散射成更高的能量，這是由加速電子碰撞所引起的。許多科學(xué)家長(zhǎng)期以來都認(rèn)為存在這樣一種機(jī)制。
就像探測(cè)引力波一樣，我們最大的希望是，這一發(fā)現(xiàn)意味著我們將能夠發(fā)現(xiàn)更多的高能伽馬暴，并對(duì)它們進(jìn)行更詳細(xì)的描述。位于數(shù)十億光年之外的物體是很難研究的，而伽馬暴是我們能探測(cè)到的唯一信號(hào)，它能告訴我們?cè)谶@么遠(yuǎn)的地方發(fā)生了什么。
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