摘要：从投稿到上线仅用了3个多月
这是对恒星死亡瞬间发出伽马暴的一次完整记录。记录者是我国大科学装置高海拔宇宙线观测站（简称“拉索”），解读者为“拉索”国际合作组。
约20亿年前，一颗比太阳重20多倍的大质量恒星，在死亡瞬间坍缩爆炸，绽放出了一个持续几百秒的宇宙级“烟花”——伽马暴。大量万亿电子伏特高能伽马光子穿过茫茫宇宙，径直飞向地球，于2022年10月9日晚上21时20分50秒抵达“拉索”的视场范围，6万多个伽马光子被“拉索”收集到。
经过科学家对这些光子的数月分析，20亿年前爆炸事件的神秘面纱被揭开。6月9日，对于这次“完整记录”的最新研究成果在线发表于国际学术期刊《科学》。
【首次精确观测史上最亮伽马暴余辉全过程】
伽马暴是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体爆炸现象，短至千分之一秒，长则数小时，其几秒钟辐射的能量相当于太阳100亿年辐射能量的总和。伽马暴由此成为科学家青睐的“极端物理实验室”，人们期待利用伽玛暴来研究宇宙进化历史、重元素的起源、以及相对论的正确性等重大问题。
自1967年发现首个伽马暴以来，人类已探测到近万例伽马暴。2022年10月9日，全球众多天文设施观测到了这个迄今最亮的伽马暴（编号GRB 221009A），其产生于距离地球24亿光年的宇宙深处。然而，由于该伽马暴的亮度比以往最亮伽马暴还要高50倍，过高的光子流量使得国际上众多探测器发生了饱和。科学家推断，如此亮的伽马暴“扫”过地球的概率是千年甚至万年一次。这意味着，对于“千年一遇”的这次伽马暴的诸多细节，它们都没有“看”真切。
而“拉索”是此次唯一对万亿级电子伏特的伽马射线实施观测的探测器。鉴于此次爆发“千年一遇”的稀缺性，其观测结果预期将在今后几十年甚至上百年内保持最佳。
从“拉索”收集到的信号细节看，6万多个伽马光子来源于“主爆”之后的“后随爆炸”。“主爆”，也称为瞬时辐射，是初始阶段的巨大爆炸，表现为强烈的低能伽马射线辐射。接近于光速的爆炸物与周围环境气体碰撞则产生“后随爆炸”，也称为“余辉”。
“‘拉索’首次精确地观测了余辉的完整过程。”“拉索”项目首席科学家、“拉索”国际合作组发言人、中国科学院高能物理研究所研究员曹臻说。如果把余辉比喻为一个胎儿，对于其从受精卵到呱呱落地，“拉索”做了一个全过程的B超监测。
【这次观测及其结果将被写入教科书】
这一次，“拉索”看到了什么细节？有何新的发现？
“‘拉索’首次探测到余辉早期的光子流量极速增强过程，相当于看到了余辉是怎么启动的。”论文通讯作者之一、中国科学院高能物理研究所研究员姚志国说。不到两秒的时间内流量增强了100多倍，这一现象超出了以往理论模型的预期。
“拉索”发现了该伽马暴史上最亮的秘密。伽马暴发生时，会通过极强引力吞噬周围物质并以接近光速喷射物质，形成一对相反方向的喷流。“拉索”清晰观测到，该伽马暴起爆之后不到10分钟的某个时刻，亮度突然快速减弱。“这一亮度转折出现得非常早，表明其喷流的张角极小，仅0.8度。这是人类迄今探测到的最狭窄喷流，可以解释该伽马暴为何看上去如此明亮。”论文通讯作者之一、南京大学教授王祥玉说。
如此精细完整的高能量光变曲线测量将被写进教科书，这些发现也将会改变教科书中关于伽马暴的论述。
【“这是一项非凡的实验结果，值得迅速发表”】
在“拉索”大显身手之际，曹臻正好在欧洲出差，国外同行羡慕地说：“你们运气太好了，我们等了20年都没有看到。”
确实有运气的成分。此次史上最亮伽马暴事件中，“拉索”是世界上唯一正对射线源的地面探测器，伽马射线恰好落在其最佳观测视场范围内。
但机遇只垂青有准备的人，“拉索”也在等待这一刻的到来。它位于平均海拔4410米的四川省稻城县海子山，从获批立项到2021年全部投入运行，仅用了不到6年的时间。
当伽马射线进入大气层，会产生许多次级粒子，就像一场粒子“阵雨”。“拉索”犹如全年无休的“集雨”装置，且与世界同类装置相比，规模最大、灵敏度最高。“不同于望远镜一眼只能看一个‘点’，它‘看’一眼，能看到六分之一的天空。”曹臻兴奋地说，“‘拉索’的探测质量实在是太好了，即使一个光子都能捕捉到。”
“拉索”不负众望。相关论文从投稿到上线仅用了3个多月，国际同行也都翘首以盼。审稿专家评价，“这是一项非凡的实验结果，值得迅速发表……它有可能成为该领域中引用最多的论文之一。通过这个‘千年一遇’的事件为伽马暴提供了一个全新的视角。”
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