卓越宇宙爆炸的最佳景色 - 挑战建立了宇宙中伽马射线爆发的理论

伽马射线爆裂的相对论射流

艺术家对伽马射线爆发(GRB)的相对论射流的印象,破坏坍塌的星,并发射非常高的光子。信贷:斯尼,科学通信实验室

观察挑战在宇宙中建立了伽马射线爆裂理论。

科学家们已经获得了宇宙中最明亮的爆炸的最佳景色:纳米比亚的专业天文台迄今为止录制了所谓的伽马射线爆裂(GRB)的最精力充沛的辐射和最长的伽马射线余辉。与高能立体系统(H.E.S.)的观察结果挑战了伽马射线在这些巨大爆炸中如何产生的思想,这些巨大的爆炸是黑洞的出生呼气,如国际团队在期刊上的报告科学

“伽马射线爆裂是在天空中观察到的X射线和伽马射线闪光,通过远程近似术来源发出,”解释说明斯菊科学家Sylvia Zhu,其中一位作者。“它们是宇宙中最大的爆炸,与迅速旋转的巨大明星的崩溃相关联黑洞。释放的重力能量的一小部分源于超溶解的爆发波的产生。他们的排放分为两个不同的阶段:初始混沌迅速阶段持续数十秒,然后是持久,平稳地褪色的余辉阶段。“

2019年8月29日,卫星费米和SWIFT在伊利达卢的星座中发现了一种伽马射线爆发。根据其发生日期,作为GRB 190829a编目的事件,原来是到目前为止观察到的最近的伽马射线突发之一,距离约10亿个Lightyear。相比之下:典型的伽马射线爆发距离大约200亿个Lightyears。“当这种伽马射线爆发发生时,我们真的坐在前排中,”解释说,Andrew Taylor从斯瓦西解释道。当H.S.S.S.可见时,该团队立即抓住了爆炸的余辉。望远镜。“我们可以观察到余辉数天,并前所未有的伽马射线能量,”泰勒报道。

与该伽马射线突发的相对短的距离允许详细测量余辉的光谱,这是辐射的“颜色”或光子能量的分布,在非常高的能量范围内。“We could determine GRB 190829A’s spectrum up to an energy of 3.3 tera-electronvolts, that’s about a trillion times as energetic as the photons of visible light,” explains co-author Edna Ruiz-Velasco from the Max Planck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg. “This is what’s so exceptional about this gamma-ray burst — it happened in our cosmic backyard where the very-high-energy photons were not absorbed in collisions with background light on their way to Earth, as it happens over larger distances in the cosmos.”

来自伽马射线爆裂的非常高能量的光子

艺术家对来自伽马射线爆裂的非常高能量的光子的印象进入地球的大气,并启动被纳米比亚的高能立体系统(H.S.S.)的望远镜记录的空气淋浴。信贷:斯尼,科学通信实验室

该团队可以在初始爆炸后三天后遵循余辉。结果令人惊讶的是:“我们的观察结果揭示了爆发余辉的X射线和非常高的能量伽马射线之间的好奇的相似之处。”建立的理论假设必须通过单独的机制生产两个发射组件:X射线分量源自超快速电子,这些超快电子在突发周边环境的强磁场中偏转。这种“同步rotron”过程与地球上的粒子加速器如何产生明亮的X射线以进行科学调查。

然而,根据现有的理论,似乎甚至宇宙中最强大的爆炸似乎都可以加速电子足以直接产生观察到的非常高能量的伽马射线。这是由于“烧坏限制”,这是由加速器内的颗粒的加速度和冷却的平衡决定。产生非常高的能量伽马射线需要具有能量的电子,远远超出烧坏极限。相反,当前的理论假设在伽马射线突发中,快速电子与同步光子相撞,从而将它们升压到一个变成同步康康顿的过程中的伽马射线能量。

来自美国宇航局的Swift卫星检测到的伽马射线突发的X射线

来自伽马射线爆发的X射线被NASA的Swift卫星在地球轨道中检测到。非常高能量的伽马射线进入大气和发起由H.S.S.检测的空气淋浴器。从地面上望远镜(艺术家的印象)。信贷:斯尼,科学通信实验室

但GRB 190829A的余辉的观察表明,组件,X射线和伽马射线,同步褪色。而且,γ射线谱明显匹配X射线光谱的外推。这些结果在一起是强烈的指示,通过相同的机制制造X射线和X射线和非常高能量的伽马射线。“如果这两个能量范围的发射有不同的起源,则观察X射线和非常高的能量伽马射线能带中的如此非常相似的光谱和时间特征是相当意识的。”瑞克科大学在东京。这对超高能量伽马射线发射的同步rotron自康顿起源产生了挑战。

这种可能性的深远暗示突出了对进一步研究非常高能量GRB余量排放的需求。GRB 190829A只是从地面检测的第四个伽马射线突发。然而,早期的检测到的爆炸在宇宙中发生得多,并且它们只能观察到每小时几个小时而不是在1个TERA-Electronvolts(TEV)上的能量。“展望未来,下一代仪器检测伽马射线爆发的前景,如Cherenkov望远镜阵列,目前正在智利和拉帕尔马的加那利群岛看起来很有希望”。“来自Landessternwarte Heidelberg的Spokesperson Stefan Wagner。“伽马射线爆发的一般丰富导致我们希望在非常高的能乐乐队中定期检测将变得相当普遍,帮助我们充分了解他们的物理。”

参考:“揭示GRB 190829A的X射线和伽马射线时间和光谱相似性”通过H.S.S.。合作,2021年6月3日,科学
DOI:10.1126 / science.abe8560

来自15个国家的41个机构的230多名科学家(纳米比亚,南非,德国,法国,英国,爱尔兰,意大利,奥地利,荷兰,波兰,瑞典,亚美尼亚,日本,中国和澳大利亚),包括国际H.S.S.合作,促成了这项研究。H.E.S.是调查宇宙伽玛射线的五个成像大气的伸缩望远镜系统。名称H.E.S.代表高能量立体系统,也旨在向维克多·弗兰兹Hess致敬于1936年在1936年获得诺贝尔物理学奖,以发现宇宙辐射。H.E.S.位于纳米比亚,靠近Gamsberg Mountain,这是一个众所周知的光学质量。四个H.S.S.望远镜于2002/2003年投入运营,这是较大的第五望远镜 - H.S.S. II — is operational since July 2012, extending the energy coverage towards lower energies and further improving sensitivity. In 2015-2016, the cameras of the first four H.E.S.S. telescopes were fully refurbished using state of the art electronics and in particular, the NECTAr readout chip designed for the next big experiment in the field, the Cherenkov Telescope Array (CTA), for which the data science management center will be hosted by DESY on its Zeuthen site.

斯瓦西是世界领先的粒子加速器中心之一,并研究了物质的结构和功能 - 从微小的基本颗粒的相互作用以及新型纳米材料和重要生物分子的行为到宇宙的伟大奥秘。在汉堡和Zeuthen在其位置开发和建造的粒子加速器和探测器是独特的研究工具。它们在世界上产生最强烈的X射线辐射,加速粒子来记录能量,并将新窗户开放到宇宙中。斯瓦西是德国最大的科学协会亥姆霍兹协会的成员,并从德国联邦教育和研究(BMBF)(BMBF)和汉堡和勃兰登堡(10%)的德国联邦国家获得资金。

7点评论论“特殊宇宙爆炸的最佳观点 - 挑战建立了宇宙中的伽马射线爆发理论”

  1. 动画,假货,Deepfakes,CGI,艺术家印象......这是更换实际观察的原因吗?
    科学家在我看来诋毁自己。

  2. 动画,假货,Deepfakes,CGI,艺术家印象......这是更换实际观察的原因吗?
    科学家在我看来诋毁自己。
    并非所有新闻都必须有图像。

  3. “典型的伽马射线爆发距离大约有200亿个Lightyears。”这意味着宇宙时代的所谓“估计”都是完全错误的。

  4. 相当有趣,最令人着迷。我剪切认为使用艺术印象来说明这一旦在寿命观察中削弱了科学现实作为基于事实的企业。活动的照片射击是更好的插图。好工作。请保持一致。

  5. 那些反对使用艺术印象的人应该注意到这是由受欢迎的新闻,而不是科学家所做的;如果您想要更多的事实和更少的艺术,请访问并阅读各自的科学论文(文章中的Linkef,寻找“Doi:10.1126 / science.abe8560”)

  6. @juanjimenez“'典型的伽马射线爆发是大约200亿个lightyears。”这意味着宇宙时代的所谓“估计”是完全错误的“

    它不是;相反,这意味着宇宙在这些伽马光线在向我们途中以加速的方式扩展。作为一个类比,它与你在跑步机上运行很多英里时,在健身房里只移动了几英尺。

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