最近，美国宇航局(NASA)公布了十年来费米伽马射线太空望远镜(Fermi Gamma-Ray Space Telescope)发现的最高能的伽马暴目录。这批目录可以为科学家提供伽马暴物理机制的新见解。
费米望远镜LAT设备探测的伽马射线。图中绿点即目录中的伽马暴。
目录的论文发表于2019年6月13日的《天体物理期刊》上。
伽马暴是宇宙中最剧烈的星体爆炸。一般认为它们有两种起源，一个是由于某些类型的大质量恒星在生命结束时坍塌成为黑洞，另一个是来自两颗中子星合并形成黑洞。无论哪一种，伽马暴对其周围的宇宙环境都是灾难性的。它们都会爆发接近光速的等离子体喷流，并且其中的高能粒子会释放伽马射线。
“每次爆发都是独一无二的，”瑞典斯德哥尔摩大学(Stockholm University)的研究员马格努斯‧阿克塞尔松(Magnus Axelsson)博士说， “只有当我们可以研究类似这批目录的大量样本时，我们才能了解伽马暴的共同特征。这又为我们提供了伽马暴的物理机制的线索。”
天文学家一般通过伽马暴的持续时间来对伽马暴进行分类。来自中子星合并的短伽马暴一般持续不到两秒钟，而恒星坍缩的伽马暴通常持续一分钟甚至更长时间。
费米伽玛射线太空望远镜。
新目录包括费米望远镜的大面积望远镜设备(LAT)在过去10年中发现的186个事件，其中有17个短伽马暴和169个长伽马暴。这些是目前发现的能量最高的伽马暴。
费米望远镜的另一个设备，伽马射线爆发监视器(GBM)，则可以看到更低能量的伽马暴。到目前为止，GBM已经检测到超过2,300个伽马暴。
NASA精选了目录中五个非常特别的伽马暴。
LAT探测到最短的伽马暴081102B仅持续十分之一秒。尽管这一事件发生在费米望远镜第一年的观察中，但观测组并没有把它包括在上一批伽马暴目录中。文章作者之一，意大利巴里理工大学的伊丽莎贝塔‧比萨尔迪(Elisabetta Bissaldi)博士解释道，“上一目录只确定了35个GRB，由于改进了数据分析技术，我们能够确认更多的伽马暴。新目录的伽马暴数量是上一个目录的五倍。”
在天鹅座中发现的长伽马暴160623A持续闪耀了近10个小时。这是目录中最长的伽马暴。但是在GBM仪器记录下，它的持续时间仅107秒。持续时间的显着差异说明伽马暴的高能量伽马射线持续时间比低能量持续时间更长，并且会稍有滞后。
费米望远镜探测到能量最高的伽马暴130427A，其单个光子能量最高达到了940亿电子伏特。它位于狮子座，距地球38亿光年。这个伽马暴对目前常见的伽马暴的冲击波模型提出了巨大挑战。
已知最远的伽马暴距离地球122亿光年。它的编号为080916C，爆炸能量超过9,000颗超新星。
而编号为090510的伽马暴帮助测试了爱因斯坦的光速不变理论。由于科学家成功测定了它的距离，费米又几乎在同一瞬间检测到高能和低能伽马射线，这说明它们在相同的时间内走了相同的距离。
最近备受关注的引力波伽马暴170817A则不在这个目录中。这是因为这个伽马暴发生时，费米LAT设备恰好关闭了。
“现在LIGO和Virgo开始了新一轮引力波观测。天体物理学界将关注更多引力波伽马暴事件。”文章作者之一，费米副项目主任朱迪‧拉库辛(Judy Racusin)博士说，“这个目录对费米望远镜研究团队的不懈努力具有纪念意义。其结果有助于我们了解这些伽马暴事件的数量，并为我们未来可能的突破性发现做好铺垫。”
