科學家發現宇宙史上最強伽瑪射線暴

美國國家航空暨太空總署(NASA)的哈伯太空望遠鏡,今年年初觀察到宇宙史上最明亮的強烈伽瑪射線爆發(Gamma-ray burst,GRB),1 秒鐘內就能產生超過太陽整個100億年生命中所釋放的能量。

2019年1月極長的伽瑪射線暴「GRB 190114C」被費米伽瑪射線太空望遠鏡發現後,包括美國國家航空暨太空總署的Swift望遠鏡以及主要大氣伽瑪成像切倫科夫(MAGIC)望遠鏡等前後共逾有超過20 個天文台跟進追蹤。其中以MAGIC伽瑪射線望遠鏡的設計最是輕巧,迅速準確發現了有史以來最高能量的光子、確定「GRB 190114C」距離地球約 50 億光年,每個光子能量可發出1兆電子伏特,約為可見光的一萬億倍。此次成功的探測,被視為高能天體物理學,重要的一個里程碑。

伽瑪射線爆發是指天空中某一方向的伽瑪射線強度在瞬間暴增,持續時間約 0.01~1,000 秒,在爆發後的一、兩秒內,亮度與整個宇宙一樣明亮。其原因是短暫而強烈的伽瑪射線暴爆發之後,會與周圍氣體相互作用,導致留下輻射「餘輝」;根據波段的不同,可以分為X射線餘輝、光學餘輝和無線電餘輝等。X 射線餘輝通常可以持續幾個星期,而光學餘輝與無線電餘輝,則能持續幾個月甚至長達一年。

科學家發現「GRB 190114C」是發生在一個巨大星系的核區域內,該位置非常獨特,是處於比平常觀察到的伽瑪射線爆發更密集的環境中,有可能這就是其高能量光子產出的重要關鍵。先前的伽瑪射線被認為是由同步輻射過程所引起,然而,單是靠同步輻射機制是無法促成這次的超高能伽瑪射線爆發。這次「GRB 190114C」的產生可能是由另一種稱為「逆康普散射」的機制所推動,20 多年前這個基本理論就已問世,今日終於被證實了。有關「GRB 190114C」的 3 篇新論文都已發表在《自然》(Nature)期刊中。【記者  鄭昱庭整理報導】