太阳这个“大火球”一直在源源不断地向宇宙空间释放出能量,而我们的地球只接收到了其中的大约22亿分之1,而仅凭这些能量,地球就成为了一颗温暖而生机勃勃的星球。
根据科学家的估算,太阳每秒钟释放的能量约为3.828 x 10^26焦耳,与之相比,目前我们人类每年大约会消耗5.8 x 10^20焦耳的能量,也就是说,按照目前人类的能量消耗量来计算,太阳一秒钟释放出的能量足够人类使用大约66万年的时间。
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对于我们人类来讲,太阳无疑是一个异常强大的能量来源,然而与伽玛射线暴相比,太阳的能量却可以说是渺小得不值一提。
简单来讲,所谓伽玛射线暴是指宇宙中伽玛射线的集中释放,它们可以产生于大质量恒星在“燃料”耗尽时发生的超新星爆发,也可以产生于像中子星、黑洞这样的致密天体之间发生的碰撞。
在过去的日子里,科学家已经多次发现了伽玛射线暴,观测数据表明,它们在几毫秒到几分钟内释放出的能量,就可以超过太阳在其100亿年的“生命周期”中释放出的总能量。
引人注目的是,根据近日发布的一项研究,一次千年一遇的高能伽马射线暴得到确认,对于这次高能事件,科学家将其描述为:我们见证了有记录以来宇宙中最强大的爆炸。
此次伽玛射线暴被编号为“GRB 221009A”,发现时间是2022年10月9日,它在伽玛射线波段的亮度是如此之高,以至于当时运行在太空中的多个伽马射线探测器都出现了“探测器饱和”,进而短暂地陷入“失明”状态,比如说NASA的费米伽马射线太空望远镜就是其中之一。
我国的高海拔宇宙线观测站的观测结果表明,在此次事件中,共计观测到了大约5000个高能光子,其中的一些光子携带的能量甚至达到了创纪录的18TeV,作为对比,在此前伽马射线暴的研究历史中,科学家总共也只观测到几百个高能光子。
(↑高海拔宇宙线观测站是目前世界上规模最大、灵敏度最高的伽玛射线和宇宙射线探测装置)
而根据来自多个闪电探测器的观测数据,“GRB 221009A”甚至还扰动了地球的高层大气,尽管只是轻微的扰动,但其产生的影响仍然可以被观测到,并且还持续了几个小时。
“GRB 221009A”的发现迅速引起了天文学家们的关注,他们将各式各样的观测设备对准“GRB 221009A”所在的天区,试图对其余辉进行观测。
这里需要简单科普一下,在产生伽玛射线暴的同时,其发射源也会释放出巨大的喷流,喷流中的物质的初速度可以接近光速,它们会猛烈地冲击附近区域的气体、尘埃等星际介质。
在此过程中会产生大量的包括X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波在内的各种波段的电磁波,而由于这是一个滞后的过程,因此这些电磁波总是会出现在伽玛射线暴被发现之后,所以这种现象也被称为伽玛射线暴的余辉。
观测结果是令人吃惊的,因为“GRB 221009A”的余辉打破了此前所有波长的纪录,特别是在X射线波段,其亮度比之前观测到的最高值还要高出至少1个数量级。
(↑“GRB 221009A”在X射线下产生的“扩张环”效应,该现象是银河系内的尘埃颗粒的散射所导致的)
看到这里,相信大家已经对“GRB 221009A”的强大有了一定的了解。刚开始的时候,天文学家普遍认为,它之所以如此强大,应该是因为它的发射源距离我们比较近,但后续的研究却表明,“GRB 221009A”的发射源与我们的距离高达24亿光年,而这就意味着,它比最初的设想要强大得多。
研究人员表示,“GRB 221009A”应该是起源于一颗大质量恒星发生的超新星爆发,从能量强度来看,它是有记录以来宇宙中最强大的爆炸,而根据已知的观测数据可以估算出,这样的高能事件平均每1千年只会发生一次,而我们有幸在2022年见证了这千年一遇的奇观。
值得一提的是,“GRB 221009A”的余辉将持续几个月的时间,直到现在仍然存在,但由于地球的公转运动,它的余辉目前正处于太阳的“背面”,不过科学家乐观地认为,在2023年3月初,它的余辉将重新出现,届时仍然可以通过望远镜在多个波段下观测得到。
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参考资料:
Maia A. Williams, Jamie A. Kennea, el al. GRB 221009A: Discovery of an Exceptionally Rare Nearby and Energetic Gamma-Ray Burst, arXiv:2302.03642v1