中新網北京3月29日電 作為宇宙大爆炸之後最劇烈的爆炸現象，伽馬射線暴(伽馬暴)長期以來一直是天體物理學家持續跟蹤觀測和聚焦研究的重要領域。

　　發現迄今最大亮度伽馬暴

　　中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)與全球40餘家科研機構北京時間29日凌晨聯合發布，基於中國『慧眼』衛星(Insight-HXMT)和『極目』空間望遠鏡(GECAM-C)對產生於距離地球24億光年宇宙深處、編號GRB 221009A伽馬暴的高精度測量，發現其具有迄今觀測到的最大亮度，一舉將伽馬暴的亮度紀錄提昇了50倍。

　　通過『慧眼』『極目』在硬X射線和軟伽馬能段對GRB 221009A伽馬暴的瞬時輻射和早期餘輝成功進行迄今國際最高精度的測量，不僅實現精確探測迄今最亮伽馬暴，而且發現其各向同性能量也打破紀錄，相當於在1分鍾內釋放8個太陽質量的全部能量，還揭示該伽馬暴產生了極為狹窄、極端明亮、接近光速運動的噴流。

　　本項重要研究工作由中科院粒子天體物理重點實驗室領銜來自中國、美國、意大利、法國、德國等30餘家研究機構的國際合作團隊完成，相關成果論文已在預印本平臺上在線發布。中科院高能所粒子天體物理中心副主任、『極目』空間望遠鏡首席科學家熊少林研究員，中科院高能所粒子天體物理中心主任、『慧眼』衛星首席科學家張雙南研究員，美國內華達大學拉斯維加斯分校張冰教授為論文共同通訊作者，國際合作團隊另有175人為論文署名作者。

　　千年一遇的天體爆發事件

　　研究團隊科普介紹說，伽馬暴包括兩種類型，一類產生於很大質量恆星的核心坍縮爆炸，持續時間通常長於2秒，此次發現的迄今最亮伽馬暴即屬於此類；另一類產生於兩顆極端致密天體(中子星、黑洞等)的合並爆炸，持續時間通常短於2秒，並同時發出引力波。

　　這兩類天體爆炸均能產生一顆黑洞或中子星等極端致密天體，其通過極強引力吞噬周圍物質並以接近光速從兩極噴射物質，形成一對相反方向的噴流。噴流內部的激波或磁重聯等過程加速帶電粒子產生伽馬射線輻射，稱為瞬時輻射。噴流和周圍的星際介質相互作用也能產生輻射，稱為餘輝。只有噴流恰好對准地球時，人類纔有機會探測到這些輻射。

　　自從1967年人類發現首個伽馬暴至今，科學家們已探測到近萬例伽馬暴。2022年10月9日，包括中科院高能所牽頭研制建設的空間和地面觀測設備在內，全球眾多天文設施均觀測到GRB 221009A伽馬暴，它具有極端的亮度和相對較近(距地球24億光年)的距離，從而使其成為名副其實的千年一遇的歷史性天體爆發事件。

　　張雙南研究員解釋說，雖然宇宙中肯定還存在亮度更高的伽馬暴，但由於其噴流正好指向地球且被探測到的機會非常難得，因此，本次研究精確探測到迄今最亮伽馬暴『是千年甚至萬年一遇的事件』。

　　『慧眼』『極目』為何能精確探測

　　既然全球眾多天文設施均觀測到GRB 221009A伽馬暴，為什麼中國『慧眼』『極目』能對其實施迄今國際最高精度的測量、實現精確探測？

　　熊少林研究員指出，中國專門為探測伽馬暴和引力波電磁對應體而建造的『極目』空間望遠鏡和中國首臺空間X射線天文望遠鏡『慧眼』衛星聯合，在硬X射線和軟伽馬射線能段精確刻畫了GRB 221009A伽馬暴從前兆輻射到主暴、耀發以及早期餘輝的各個關鍵階段的輻射性質。

　　其中，『極目』正好處於能夠記錄極高伽馬射線流強的特殊觀測模式，避免了因極端亮度而容易產生的各種儀器效應(包括數據飽和丟失、信號堆積、死時間過大等)，成功對該伽馬暴極端明亮的主暴進行完整而精確的探測。同時，『慧眼』配備的高能X射線望遠鏡憑借其在兆電子伏能區最大的有效面積，成功探測到該伽馬暴，並獲得其前兆輻射和早期餘輝的高質量數據。

　　基於『極目』的精確觀測數據，研究團隊發現GRB 221009A伽馬暴具有迄今探測到的最高的亮度，並將伽馬暴亮度紀錄提昇了50倍，並發現該伽馬暴的各向同性能量也打破紀錄，相當於在1分鍾內釋放8個太陽質量的全部能量。

　　與此同時，研究團隊根據『慧眼』『極目』聯合觀測結果推測，GRB 221009A伽馬暴的餘輝由慢衰減到快衰減的拐折出現得非常早，意味著產生伽馬射線的噴流非常狹窄，是人類探測到的最狹窄的伽馬暴噴流之一。研究團隊認為，極為狹窄的噴流可能是該伽馬暴看上去極端明亮的原因之一。因此，本次迄今最亮伽馬暴的觀測發現和研究成果，也為學界深入理解類似極端宇宙爆發現象提供了嶄新視角。

　　天地聯合觀測獲多項首次發現

　　據中科院高能所介紹，『慧眼』衛星和『極目』空間望遠鏡科學工程均由該所提出和牽頭研制。其中，『慧眼』2017年6月成功發射以來，衛星在軌穩定運行超過5年，已在黑洞、中子星、快速射電暴等領域取得一系列重要成果；『極目』(也稱『懷柔一號』)衛星則是中科院空間科學(二期)戰略性先導科技專項支持的機遇型空間科學項目。

　　參與本次迄今最亮伽馬暴發現和研究的是『極目』系列第三顆空間載荷——『極目』空間望遠鏡，其於2022年7月搭載中國空間新技術試驗衛星(SATech-01)發射入軌。『極目』采用一系列創新的探測技術，並開創性使用北斗導航系統短報文服務實現星地准實時通訊，已發現一大批伽馬暴、磁星爆發、快速射電暴的高能對應體、太陽耀斑以及地球伽馬閃等高能爆發現象。

　　中科院高能所透露，在對GRB 221009A伽馬暴千年一遇的歷史性觀測中，該所地面大科學裝置——高海拔宇宙線觀測站(英文縮寫LHAASO，中文昵稱『拉索』)與兩大空間設施『慧眼』『極目』還開展了天地聯合觀測，其中，『拉索』利用其大量的甚高能觀測數據，也收獲多項重要首次發現，將於成果論文發表後對外公布。