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宾夕法尼亚州立大学 | 发现了有史以来最亮的伽马射线暴
指南者留学 2023-03-30 16:46:56
阅读量:1224

大学公园,宾夕法尼亚州2022年10月9日,当尼尔·格里尔斯·斯威夫特天文台向她的手机发送自动警报时,宾夕法尼亚州立大学的研究技术专家玛雅·威廉姆斯(Maia Williams)并不知道太空望远镜刚刚探测到有史以来最亮的伽马射线爆发。或者,虽然她是斯威夫特团队的新人,但她将负责分享这次宇宙爆炸的消息。

 

威廉姆斯几个月前才从鲍灵格林州立大学毕业,不久就加入了斯威夫特位于宾夕法尼亚州立大学的任务运营中心。斯威夫特天文台致力于研究伽马射线暴,这是我们宇宙中最强大的爆炸类型,可能是由大质量恒星死亡造成的。当垂死的恒星坍缩成黑洞或中子星时,它会向太空发射伽马射线、x射线和其他粒子,这些粒子可以在接近地球时被像斯威夫特这样的天文台探测到。斯威夫特是第一个报告这次爆发的天文台,它被命名为GRB 221009A。

 

“这个很奇怪,因为一开始它看起来不像伽马射线暴,”威廉姆斯说。“它异常明亮,它的位置对于伽马射线爆发来说似乎不寻常。这对我来说有点失望,因为这将是我被指派跟踪的第一个伽马射线暴。但我们很快就知道,美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜也探测到了它,这是他们看到的最亮的爆发之一。然后我们也从其他天文台听到了消息,所以我们知道这是一次独特的、令人难以置信的明亮伽马射线爆发。”

 

事实上,这次爆发是如此明亮,以至于它被称为“船”——“有史以来最亮的”,或者至少自从天文学家开始记录这些事件以来。威廉姆斯和同事们发现,爆炸的余辉,随着粒子向太空扩张而逐渐减弱,比斯威夫特之前观测到的任何伽马射线爆发都要亮10倍以上。

 

威廉姆斯说:“就伽马射线爆发而言,这次爆发本身就充满能量,但它的位置也相对接近地球。”“所以它的一些亮度可以归因于它的距离。”

 

天文学家认为,这一伽马射线暴的来源距离地球约19亿光年,是目前已知距离地球最近的伽马射线暴之一。“雨燕”每年探测到大约100次伽马射线暴,大多数发生在距离地球约100亿光年的地方。因为它们发出的光要传播得更远,所以大多数爆炸发出的光在到达地球时显得更暗。

 

威廉姆斯说:“根据我们的模拟,能量如此充沛、距离如此近的伽马射线暴可能每1000年发生不到一次,所以这真的是一个非凡的事件,我们一生中不太可能再次看到。”“当我们第一次检测到这种爆发时,我才在Swift工作了几个月,所以我没有意识到这有多不寻常。”rings of red particles radiate outward from a bright yellow center 

10月9日,威廉姆斯被指派为当天的“爆炸倡导者”,负责跟踪当天探测到的任何爆炸的初始观测,从其他天文台收集关于爆炸的数据,并定期向Swift团队报告爆炸情况。威廉姆斯已经接受了一些关于该角色的培训,一旦发现爆裂,他就有望在工作中学习。但她说,她没想到自己的第一次爆发会如此引人注目。

 

“这有时会让人不知所措,但我确实学到了很多东西!她说。

 

在最初的观测之后,斯威夫特每天花大约5000秒的时间来观测伽马射线暴,直到11月底。由于这次爆发异常明亮,他们在12月期间每隔一天继续观测一次,当时地球移动到一个位置,使爆发被太阳挡住。在太空和地球表面的其他几个天文台也观测到了这次爆发,这为威廉姆斯提供了大量的数据来报告。她还领导撰写了一篇科学论文,报告了这次爆发,其中包括与合作者合作,综合来自Swift以及MAXI(全天x射线图像监视器)和NICER(中子星内部成分探测任务)任务的数据,这些任务的仪器位于国际空间站。

 

她说:“我们要组织很多会议,跨时区协调,努力确保所有工作都完成了。”“有很多编辑工作要做,因为每个人都用不同的风格写作,我想确保论文中的所有内容都是一致的。我真的很高兴我得到了很多帮助,尤其是来自Swift科学运营团队的其他成员。”

 

这篇论文发表在《天体物理学杂志通讯》的特刊上。Swift任务运营中心的其他宾夕法尼亚州立大学作者包括天文学和天体物理学研究教授、Swift科学运营团队负责人杰米·肯纳;天文学和天体物理学助理研究教授Simone Dichiara;以及天文学和天体物理学研究教授迈克尔·西格尔。

 

今年2月,BOAT伽马射线暴从太阳后面再次出现,斯威夫特继续观察它的余辉,尽管没有那么频繁(每周大约1万秒)。研究这种爆炸,以及其他类似的爆炸,可以帮助天文学家了解恒星是如何坍缩的,黑洞是如何诞生的,以及遥远星系的条件。

 

威廉姆斯说:“我们希望继续观察这次伽马射线暴将有助于我们解释为什么它如此明亮。”“这次经历和我从Swift团队得到的支持,绝对让我准备好成为未来我们可能探测到的伽马射线暴的倡导者。我很高兴看到我们与Swift在宾夕法尼亚州立大学任务运营中心的未来发现。”

 

注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。

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