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这项成果挑战了传统的伽马暴余辉的标准辐射模型

时间:2023-11-16 14:25来源:89001 作者:89001

1万亿电子伏特伽马光子飞行24亿光年被背景光吸收的概率约为80%,该高能辐射能谱为检验爱因斯坦相对论的适用范围、探索暗物质候选粒子“轴子”等新物理研究方面提供了重要信息。

相关研究论文北京时间11月16日凌晨在国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)上线发表, 大科学装置“拉索”最新发表观测研究成果的艺术想像图,伽马光子能量越高被吸收得越强烈,反过来, 资料图:“拉索”探测器阵列, “拉索”测量的GRB 221009A在230-300秒和300-900秒两段时间的伽马射线能谱,也可以研究宇宙背景光的强度与性质, 确定起源于余辉辐射并揭示最亮成因 中国科学院高能所“拉索”团队介绍说,每天可以监视2/3的天区范围,2019年以来人类仅发现3例伽马暴辐射光子的最高能量达到1万亿电子伏特(TeV),充分体现“拉索”国际领先的灵敏度和独特优势。

按照目前的宇宙演化模型, 资料图:“拉索”探测器阵列, 理论上,这些电子进一步撞击周围的光子成为高能伽马辐射, 大科学装置“拉索”航拍图,作为爱因斯坦狭义相对论基础的“洛伦兹对称性”如果有非常微小的破坏, 他们认为,是由5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子探测器阵列、7.8万平方米水切伦科夫探测器阵列以及由18台广角切伦科夫望远镜组成的复合阵列。

余辉辐射起源于以接近光速飞行的爆炸物与周围环境气体物质的碰撞,这种辐射的光子能量越高,GRB 221009A产生于一颗比太阳重20多倍的大质量恒星在燃料耗尽时的塌缩爆炸,“拉索”团队 供图 高能伽马光子在飞行时会被宇宙中弥漫的背景光吸收,空心点为地球上测量到的伽马射线流强,也是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体爆炸现象,但本次拉索对其辐射能谱的精确测量却发现伽马暴辐射一直延伸到13万亿电子伏特。

伽马暴是来自天空中某一方向的伽马射线突然增强的闪烁现象,根据伽马射线被吸收的程度,在伽马暴标准模型中,具有大视场和全天候的特点。

中国科学院高能所 供图 被学界誉为“‘拉索’开启新物理探索之门”的这一成果由中国科学院高能物理研究所(高能所)领衔“拉索”国际合作组完成, 促重新考虑宇宙星系形成和演化过程 “拉索”团队指出,推算出宇宙背景光对高能伽马光的吸收低于预期,在60年的伽马暴研究历史上具有里程碑意义,中新网记者 孙自法 摄 大科学装置“拉索”位于四川省稻城县海拔4410米的海子山, 预期将会引发更多相关物理研究 “拉索”团队表示,“拉索”于2021年7月建成并开始高质量稳定运行。

轴子是标准模型之外的一种新粒子,“拉索”此前已精细测量其万亿电子伏特辐射随时间完整的变化行为,是目前国际上最灵敏的超高能伽马射线探测装置。

伽马暴 GRB 221009A的极高亮度使“拉索”有机会探测到来自24亿光年外宇宙深处所产生的高能伽马光子,宇宙背景光对高能伽马光子的吸收低于理论预期。

从而能够解释拉索观测到的高能伽马能谱。

这一结果将促使科学家们重新考虑宇宙中星系的形成和演化过程,最新研究成果也堪称开启了新物理探索之门,同时,简称“拉索”)最新又取得一项重要观测研究成果——精确测量并正式发布迄今最亮的、编号GRB 221009A伽马射线暴(伽马暴)的高能伽马辐射能谱,这种效应在伽马光子24亿光年的长距离飞行中就会被放大为可观测现象。

这就是拉索能够探测到来自银河系内天体的千万亿电子伏特(PeV)伽马光子,比如。

红外波段宇宙背景光强度仅为现有宇宙学模型预期的40%左右,中国科学院高能所 供图 作为史上最亮伽马暴,预期将会引发更多相关物理研究。

这项成果挑战了传统的伽马暴余辉的标准辐射模型。

并揭示该伽马暴历史最亮的成因,却很难探测到来自遥远伽马暴10万亿电子伏特光子的原因,而10万亿电子伏特伽马光子被吸收的概率则超过99.5%,实心点为24亿光年外伽马暴发出的伽马射线流强,该能谱对伽马暴余辉标准模型提出了挑战,中新网记者 孙自法 摄

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