介绍
9 月 XNUMX 日星期日， 朱迪思·拉库辛 当时在 35,000 英尺高的空中，正在前往高能天体物理学会议的途中，当时发生了历史上最大的宇宙爆炸。 “我着陆了，看了看手机，收到了几十条信息，”马里兰州 NASA 戈达德太空飞行中心的天体物理学家拉库辛说。 “这真的很特别。”
爆炸是一次长时间的伽马射线爆发，这是一种宇宙事件，一颗垂死的大质量恒星在坍缩成黑洞或中子星时释放出强大的能量射流。 这个特殊的爆发是如此明亮，以至于它过度饱和了费米伽马射线太空望远镜，这是一个在轨 NASA 望远镜，部分设计用于观察此类事件。 “每秒有这么多光子，他们跟不上，”说 安德鲁·莱文，荷兰拉德布德大学的天体物理学家。 爆发甚至似乎导致地球的电离层，即地球大气层的上层， 膨胀 几个小时。 “你可以将地球的电离层从宇宙中途的物体改变，这一事实令人难以置信，”说 道格·韦尔奇，加拿大麦克马斯特大学的天文学家。
天文学家厚颜无耻地称它为 BOAT——“有史以来最亮的”——并开始挤压它以获取有关伽马射线爆发和更普遍的宇宙的信息。 “即使 10 年后，也会从这个数据集中获得新的认识，”说 埃里克·伯恩斯，路易斯安那州立大学的天体物理学家。 “我还没有完全意识到这真的发生了。”
初步分析表明，BOAT 如此明亮有两个原因。 首先，它发生在距离地球约 2.4 亿光年的地方——对于伽马射线爆发来说相当接近（尽管在我们的银河系之外）。 BOAT 强大的喷气式飞机也很可能指向我们。 这两个因素相结合，使这种事件成为每几百年才发生一次的事件。
也许最重要的观察发生在中国。 在那里，在四川省，大型高海拔空气簇射观测站 (LHAASO) 从太空追踪高能粒子。 在伽马射线爆发天文学的历史上，研究人员只看到了几百个来自这些物体的高能光子。 LHAASO 看见5,000 从这一事件。 “伽马射线爆发基本上是在它们正上方的天空中发生的，”说 西尔维亚朱，汉堡德国电子同步加速器 (DESY) 的天体物理学家。
在这些检测中，有一个可疑的 18 太电子伏特 (TeV) 的高能光子——比之前从伽马射线爆发中看到的任何东西都要高四倍，而且比大型强子对撞机所能达到的最高能量还要高。 如此高能的光子本应在前往地球的途中丢失，被与宇宙背景光的相互作用吸收。
那么它是怎么来的呢？ 一 可能性 也就是说，在伽马射线爆发之后，一个高能光子被转化为一个轴子状粒子。 轴心 是假设的轻质粒子 可以解释暗物质; 轴子状粒子被认为稍微重一些。 高能光子可能是 转化成这样的粒子 通过强磁场，例如内爆恒星周围的磁场。 然后，类似轴子的粒子将不受阻碍地穿越浩瀚的太空。 当它到达我们的银河系时，磁场会将其转换回光子，然后再到达地球。
在最初发现后的一周内，多个天体物理学家团队 提出了这个机制 在上传到科学预印本网站 arxiv.org 的论文中。 “这将是一个非常令人难以置信的发现，”意大利国家天体物理研究所 (INAF) 的天体物理学家 Giorgio Galanti 说，他与人合着了一项 这些论文中的第一篇.
然而，其他研究人员想知道 LHAASO 的检测是否可能是一个错误身份的案例。 或许高能光子来自别处，恰到好处的到达时间纯属巧合。 “我非常怀疑，”说 米莱娜·克诺戈尔切维奇，马里兰大学的天体物理学家。 “我目前倾向于将其作为背景事件。” （更复杂的是，俄罗斯天文台 报道 被来自爆发的更高能量的 251 TeV 光子击中。 但费米望远镜的副项目科学家拉库辛说，对此“还没有定论”。 “我有点怀疑。”）
到目前为止，LHAASO 团队还没有公布他们观察的详细结果。 正在协调全球合作研究 BOAT 的伯恩斯希望他们能做到。 “我很好奇他们有什么，”他说。 但他明白为什么有必要保持一定程度的警惕。 伯恩斯说：“如果我坐在有百分之几的机会定义暗物质证据的数据上，我现在会非常谨慎。” 如果光子可以与 BOAT 相关联，“它很可能是新物理学和潜在暗物质的证据，”Crnogorčević 说。 LHAASO 团队没有回应置评请求。
即使没有 LHAASO 的数据，从事件中看到的绝对光量也可以让科学家们回答一些关于伽马射线爆发的最大问题，包括关于喷流本身的主要谜题。 “喷气式飞机是如何发射的？ 喷气式飞机在向太空传播时发生了什么？” 说 泰勒·帕索坦，戈达德的天体物理学家。 “这些都是非常大的问题。”
其他天体物理学家希望使用 BOAT 来确定为什么只有一些恒星在超新星爆发时会产生伽马射线爆发。 “这是最大的谜团之一，”说 伊薇特·森德斯，哈佛-史密森天体物理中心的天文学家。 “它必须是一颗非常大的恒星。 像我们这样的星系可能每百万年就会产生一次伽马射线爆发。 为什么如此稀有的人口会产生伽马射线爆发？”
伽马射线爆发是否会在坍缩恒星的核心产生黑洞或中子星也是一个悬而未决的问题。 对 BOAT 的初步分析表明，前者发生在本案中。 “喷流中有如此多的能量，它基本上必须是一个黑洞，”伯恩斯说。
可以肯定的是，这是一个宇宙事件，在许多、许多生世都不会黯然失色。 “在我们有机会再次这样做之前，我们都会死去很久，”伯恩斯说。
