甘孜日報 2023年06月20日
對話“拉索”項目首席科學家曹臻
◎四川日報記者 吳憂
位于甘孜州稻城縣海子山的“拉索”,，首次完整記錄了大質(zhì)量恒星死亡瞬間萬億電子伏特伽馬射線爆發(fā)全過程,，揭開了這次爆炸事件的面紗,。
“拉索”項目首席科學家曹臻表示,，這是獨一無二的“拉索”取得的獨一無二的成果,。近日,，記者對話曹臻,，請他講述這項觀測研究成果背后的故事,。
這項成果大家翹首以盼
記者：審稿專家說,，這是一項非凡的實驗結(jié)果,，值得迅速發(fā)表。這是為什么,？
曹臻：這是一次舉世矚目的觀測,。對這次觀測研究的成果，全球天文學家翹首以盼,。去年10月9日,，人類觀測到有記錄以來最亮的伽馬射線暴，這是約20億年前,，約24億光年外的一顆大質(zhì)量恒星死亡瞬間劇烈爆炸所產(chǎn)生的,，其亮度比以往最亮伽馬射線暴還要高幾十倍以上。如此亮的伽馬射線暴掃到地球,，上千年甚至上萬年才有一次,。全球幾十個空間探測器和地面探測器都進行了觀測，我國的“慧眼”衛(wèi)星和“極目”空間望遠鏡,，以及地面的“拉索”,，也在其中。特別是“拉索”,，收集到6萬多個伽馬光子,，首次完整記錄了萬億電子伏特伽馬射線爆發(fā)全過程，這是人類歷史上從未有過的壯舉,?！犊茖W》雜志對這篇論文確實給予特殊照顧，從投稿到發(fā)表不到3個月,。
記者：“拉索”的觀測研究結(jié)果有何特殊之處,？
曹臻：這次觀測非常漂亮?！袄鳌笔占降男盘柤毠?jié)表明,，觀測到的光子來源于主爆之后的后隨爆炸。伽馬射線暴事件的主爆也稱為瞬時輻射,，是初始階段的巨大爆炸,，表現(xiàn)為強烈的低能伽馬射線輻射,。接近于光速的爆炸物與周圍環(huán)境氣體碰撞則產(chǎn)生后隨爆炸，也稱為余輝,?！袄鳌笔状尉_地觀測了后隨爆炸的完整過程，記錄了萬億電子伏特伽馬射線流量增強和衰減的整個階段,。其中,，流量衰減階段出現(xiàn)明顯拐折，流量快速減小,，可以推測此次爆炸的拋射物是噴流狀的結(jié)構(gòu),，噴流張角極小，我們正好觀測到噴流最明亮的核心,，解釋了為什么此次伽馬射線暴如此之亮,。而在流量增強階段，“拉索”首次觀測到極速增強的現(xiàn)象,，在最初不到兩秒的時間內(nèi),，流量增強了100多倍，超出了以往理論模型的預期,。
這項成果源于“守株待兔”
記者：為什么只有“拉索”做到了,？
曹臻：作為地面觀測站，“拉索”是“守株待兔”式的觀測,，GRB 221009A恰好落在“拉索”的最佳觀測視場范圍內(nèi),。當然，除了運氣,，“拉索”也充分發(fā)揮了靈敏度高的優(yōu)勢,，對這次持續(xù)幾百秒的伽馬射線暴，從第一秒開始就精確記錄,，得到了完整,、準確的觀測數(shù)據(jù)。所以天文學家們說,，這是人類的幸運——宇宙中最靚麗的“煙花”,，恰好被人類最清晰的攝像頭捕捉到了。
記者：“拉索”是如何做到的,？
曹臻：“拉索”是以宇宙線觀測研究為核心的國家重大科技基礎設施,，平均海拔4410米，占地面積約1.36平方公里,。本次觀測成果主要由其中的水切倫科夫探測器陣列提供,，該陣列具有寬視場、全天候的特點,，對伽馬射線暴這樣的突發(fā)天體現(xiàn)象的觀測具有突出優(yōu)勢,。當伽馬射線進入地球大氣層,，會產(chǎn)生次級產(chǎn)物伽馬光子，這次我們在整個伽馬射線暴的10多分鐘內(nèi)收集到6萬多個伽馬光子,，超過了過去幾年對宇宙“標準燭光”蟹狀星云的觀測積累。對比其他實驗裝置,，甚至是專門用來追蹤伽馬射線暴的設備,，它們測到的伽馬光子數(shù)目僅在千個以下，且都只測到爆炸過后60秒以后的余輝,，所以“拉索”的觀測是獨一無二的完整,、精確。
這項成果提升人類對宇宙的認識
記者：為什么要研究伽馬射線暴,？
曹臻：伽馬射線暴是宇宙大爆炸之后最劇烈的天體爆炸現(xiàn)象,，其幾秒鐘輻射的能量相當于太陽100億年輻射能量的總和。經(jīng)過半個世紀的研究,，人們認識到伽馬射線暴產(chǎn)生于特別極端的物理環(huán)境,，比如極高的磁場、極強的引力,、極快的速度等,，伽馬射線暴由此成為天體物理甚至基礎物理領(lǐng)域青睞的極端物理實驗室。人們期望利用伽馬射線暴研究宇宙的演化歷史,、重元素的起源以及相對論的正確性等重大課題,，而在這之前必須對伽馬射線暴本身的物理起源具備深刻了解。
記者：這次觀測研究成果有何重要意義,？
曹臻：這是人類第一次完整記錄大質(zhì)量恒星死亡瞬間萬億電子伏特伽馬射線爆發(fā)全過程,，將大大增進人類對伽馬射線暴輻射機制以及噴流結(jié)構(gòu)等方面的理解。這次觀測,，已經(jīng)解答了科學家的一些疑惑,，讓不少問題迎刃而解。截至目前,，本場爆炸事件還有其他許多新發(fā)現(xiàn),，科學家們還在不懈地深耕“拉索”的數(shù)據(jù)，力圖揭示更多的奧秘,。
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