长江日报丨千年不遇的宇宙璀璨“烟花”被中国大科学装置同时看到

作者: 时间:2024-01-14 点击数:

“拉索”发现银河系中心最璀璨的“灯塔”(宇宙线超级拍电子伏光子),“慧眼”看见黑洞边缥缈摇摆的“龙卷风”(黑洞喷流),“悟空”绘制宇宙的“硬度图谱”(宇宙线能谱结构),SVOM定位无边暗夜里的“闪电”(高能伽马暴),“极目”全天候聆听群星碰撞后的“轰鸣”(引力波暴),“爱因斯坦探针”随时追踪超新星爆发出的第一缕“光”(X射线)……这些宇宙舞台上不断上演的故事时间持续至千万年,空间辽远至亿万光年,而在今天,在尺幅之内,这些都被中国的各种天文大科学装置观测、记录和译解。

1月13日,中国天文学会第一届沈括学术研讨会在华中师范大学召开。记者周劼 摄

1月13日,中国天文学会第一届沈括学术研讨会在华中师范大学召开,这也是继9日中国“爱因斯坦探针”天文卫星发射后,全国天文学界的首次大聚会。

会上,来自中国科学院高能物理研究所、紫金山天文台、国家天文台的专家们纷纷亮出他们团队利用中国天文学大科学装置“仰观宇宙之大,俯察品类之盛”的“成绩单”。学术研讨会凸显“空间天文和高能”主题,而这正是大科学装置发挥重要作用的领域。

近年来,我国空间天文和高能天体物理方向发展十分迅速,先后有“悟空”暗物质粒子探测卫星(DAMPE)、“慧眼”硬X射线调制望远镜(HXMT)、“极目”引力波高能电磁对应体全天监测器(GECAM)以及“拉索”四川稻城高海拔宇宙线观测站(LHAASO)等以高能天文观测为主要目标的大科学装置建设落成,并取得了一系列具有国际显示度的重要研究成果,使我国的高能天体物理研究进入了一个全新的发展时期。近期我国已发射爱因斯坦探针(EP),不久的将来还将陆续发射空间多波段变源监测器(SVOM)、空间站高能宇宙辐射探测设施(HERD)等空间探测装置,可以预见一大批高质量的研究成果将在这一领域持续出现。

会议主题报告环节,中国科学院院士、高能物理研究所四川稻城高海拔宇宙线观测站(LHAASO)首席科学家曹臻介绍了LHAASO的一系列新发现,尤其是宇宙线超级拍电子伏光子的发现。随后,“慧眼”硬X射线调制望远镜(HXMT)、“悟空”暗物质粒子探测卫星(DAMPE)、“极目”引力波高能电磁对应体全天监测器(GECAM)、爱因斯坦探针(EP)以及空间多波段变源监测器(SVOM)等大科学装置研究团队的代表依次介绍了各自项目的最新成果和进展。

而他们讲述的“拉索”“慧眼”和“极目”天地联合观测的一件宇宙故事则令人炫目:2022年10月9日21时20分50秒,作为110年来人类研究宇宙线最大实验装置之一的高海拔宇宙线观测站“拉索”突然收集到6万多个伽马光子,就像一场暴雨突降;凌晨2时,中国的“慧眼”卫星与“极目”空间望远镜同时精确探测到了迄今人类观测到的最亮伽马射线暴,比原有亮度纪录提升了50倍。这场伽马射线暴短短1分钟内释放出来的能量比8个太阳在100亿年的寿命里面释放的能量总和还要多,可谓千年一遇的宇宙奇观。经过几个月的分析,中国科学家们终于揭开了这场爆炸事件的面纱,那是约20亿年前,一颗比太阳重20多倍的“超级太阳”——大质量恒星燃烧完其核聚变燃料,瞬间坍缩引发巨大的爆炸火球,发出了一个持续几百秒的巨大“宇宙烟花”——伽马射线暴。火球与星际物质碰撞产生的大量万亿电子伏特高能伽马光子穿过茫茫宇宙,径直飞向地球。

主讲人中国科学院高能物理研究所张双南研究员、熊少林研究员介绍说,这次观测成果至关重要。“极目”空间望远镜正好处于能够记录极高伽马射线流强的特殊观测模式,成功对该伽马暴极端明亮的主暴进行了完整而精确的探测;“慧眼”卫星配备的高能X射线望远镜凭借其在兆电子伏能区最大的有效面积,成功获得了其前兆辐射和早期余辉的高质量数据;“拉索”则精确测量到高能光子爆发的完整过程。

鉴于此次爆发千年不遇的稀缺性,这次的观测结果预期将在今后几十甚至上百年内保持最佳。熊少林表示:“这次全球40多家科研机构联合发布的探测研究成果,我们发挥了重要的作用,这也增强了我们的信心,也表明我们国家自己研制的先进探测设备是可以为全人类作出重要贡献的。”(长江日报记者周劼 通讯员刘良端)


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