中国观测到迄今最亮伽马射线暴 将伽马射线暴光子最高能量纪录提升了近20倍

10月9日21点17分，我国高海拔宇宙线观测站、高能爆发探索者和“慧眼”卫星同时探测到迄今最亮的伽马射线暴。这是我国首次实现对伽马射线暴的天地多手段联合观测，将伽马射线暴光子最高能量纪录提升了近20倍，打破了多项伽马射线暴观测纪录，对于揭示伽马射线暴的爆发机制具有重要价值。10月16日，中科院高能物理研究所发布了这一消息。

伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象，其短至几毫秒，长可达数小时，释放的能量超过太阳在其一生辐射能量的总和。持续时间较长的伽马射线暴产生于比太阳大几十倍的恒星星体坍缩爆炸;持续时间较短的伽马射线暴则产生于两个致密天体的合并爆炸，并可能伴随发射引力波。

本次探测到的高强度爆发，来自编号为GRB 221009A的伽马射线暴，发生在距离地球两千多兆光年处。如此近距离的伽马射线爆发，预计每几十年甚至百年才会出现一次。在过去半个多世纪探测到的数千个伽马射线暴中，最高光子能量约1万亿电子伏。而本次高海拔宇宙线观测站探测到了大量的高能光子，最高光子能量达到了18万亿电子伏，在国际上首次打开了10万亿电子伏波段的伽马射线暴观测窗口。

捕捉和高统计量观测伽马射线暴，是高海拔宇宙线观测站的重要科学目标之一。此次亮度空前的爆发，正好发生在高海拔宇宙线观测站视场的中心附近，为完成此项科学目标奠定了强大的观测基础。

高海拔宇宙线观测站将给出伽马射线暴最高能段的光变曲线最精细的测量;高能爆发探索者成功对该伽马射线暴的软伽马射线光变特征进行了高精度观测，完美展现了初期爆发和后随闪耀的演化过程;“慧眼”卫星的高能、中能和低能X射线望远镜首次在伽马射线暴观测中同时探测到信号，并对该伽马射线暴余辉进行了及时监测。这些能量相差上十亿倍的测量结果，对于建立正确的伽马射线暴爆发机制模型极为重要。

目前，探测结果已经引发巨大反响，大量相关研究迅速展开，涌现出关于新物理可能性的许多讨论。同时，这些测量对宇宙中存在的背景光场等基本物理参数和模型将做出强烈的限制，预计产生重要的认知水平的提升。

高海拔宇宙线观测站是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施，由我国自主提出并设计建造。观测站位于四川省稻城县海拔4410米的海子山，主体工程于2021年7月完成建设并投入科学运行，是世界上灵敏度最高的超高能伽马射线天文台，其运行开启了“超高能伽马天文学”观测时代。“慧眼”卫星是我国第一颗空间X射线天文卫星，于2017年6月15日发射运行，在轨观测5年多来已在黑洞、中子星、快速射电暴等方面取得一大批重要原创成果。高能爆发探索者于2022年7月27日发射，是我国近期发射的空间新技术试验卫星的主要科学载荷之一，采用“怀柔一号”卫星所开创的新型探测技术以及基于北斗短报文的准实时星地通讯方案，能够迅速下传观测数据。目前，高能爆发探索者处于在轨测试阶段，预期将获得更多重要成果。