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少年中國問丨什麼是“宇宙煙花”?我們能看見它們嗎?

2023年12月07日10:37 | 來源:人民網
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自古以來,觀星空、探問天象就是人類一直致力於追求的方向。在這個充滿神秘和驚奇的宇宙中,有一些特別的“煙花”,正在成為科學家們關注的焦點。

那麼,什麼是“宇宙煙花”?我們能看見它們嗎?近日,高海拔宇宙線觀測站“拉索”首席科學家、中國科學院院士、中國科學院高能物理研究所研究員曹臻在人民網《少年中國問》節目中,為我們揭開了“宇宙煙花”的神秘面紗。

曹臻表示,“宇宙煙花”其實是對恆星劇烈過程的一種形象描述。比如,某顆巨大的恆星爆炸,或者某個星系吸收了大量能量后突然爆發。這些過程中,會產生明亮的光芒,甚至在白天也足夠明顯,因此被稱作“宇宙煙花”。

然而,並非所有的“宇宙煙花”都能被肉眼看見,有些需要通過特殊的探測器才能觀測到。例如,當兩顆質量極大的中子星合並時,會釋放出伽馬射線暴(簡稱“伽馬暴”),這種“煙花”是人眼無法直接觀察到的,隻能通過X射線探測衛星“慧眼”,以及“拉索”這樣的大型探測器陣列來進行觀測。此外,還有某些更短暫、更快速的、毫秒級別的“宇宙煙花”,隻存在於微波頻段,“這時,就隻有像‘天眼’FAST那樣的‘大鍋’才能捕捉到它們。”曹臻說。

記者了解到,“拉索”是國家重大科技基礎設施,位於四川省稻城縣海拔4410米的海子山,是數千台探測器和十余台望遠鏡組成的大型復合陣列。“拉索”於2021年7月建成運行,是國際上最靈敏的超高能伽馬射線探測裝置。

最讓人印象深刻的一次觀測發生在去年10月份。那時,“拉索”捕捉到了一場特別亮的宇宙煙花。曹臻回憶說,他們“用‘拉索’測量了20多分鐘,記錄下了6萬多個光子,得出了一份相當精美的觀測成果。”這份觀測結果已經在全球科學界引起了廣泛關注。

“這是科學家們在研究伽馬暴產生的宇宙煙花中觀察到的最亮的一顆。我們等待了幾千年,才等到這顆亮度極高的煙花。”曹臻表示,這次的觀測經驗極其寶貴,“像這樣亮度極高的‘煙花’,我們可能還要再等上幾千年才能再次遇見。”

前不久,由中國科學院高能物理研究所牽頭的“拉索”國際合作組正式發布了迄今最亮的伽馬暴的高能伽馬輻射的精確能譜,該研究揭示出宇宙背景光在紅外波段強度低於理論預期,也為探索“暗物質候選粒子”等前沿研究提供了重要信息。相關結果11月15日發表在《科學進展》上。

策劃:趙竹青、劉雲、王捷

文案:趙竹青

剪輯:葛泰佚

手繪:蓋括、安然

動效:王奕博

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(責編:趙竹青、高雷)
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