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在本项研究中,中国科学院高能物理研究所“怀柔一号”极目卫星团队联合中国科学院云南天文台、河北师范大学、贵州师范大学等单位的科研人员,利用自主研制的极目空间望远镜(GECAM-C)和国际上的费米卫星伽马射线监测器(Fermi/GBM)的观测数据,对迄今最亮伽马暴开展了详细的能谱分析和谱线搜索工作,特别是利用极目空间望远镜的精确测量数据对费米卫星的数据进行校准和检验,并开展了大量的探测器本底研究和仪器效应分析等工作,成功提取出精准可靠的伽马暴能谱。

经过严谨分析,研究团队发现该伽马暴的能谱中存在一条演化规律的发射线谱线,谱线的能量和光度均随时间以幂律演化,为谱线的真实性以及谱线起源于该伽马暴提供了最坚实的证据。此外,研究团队还发现谱线的相对展宽较窄(仅10%左右)且基本不随时间变化。令人更意外的是,在伽马暴主暴阶段谱线能量高达37兆电子伏特,这是迄今探测到的宇宙天体产生的最高能量的谱线。这些发现对于研究伽马暴及相对论性喷流的物理性质和产生机制具有重要而独特价值,是伽马暴和极端宇宙观测研究的重大突破。

伽马暴是宇宙大爆炸之后最剧烈的爆炸现象,普遍认为由大质量恒星的核心坍缩或两颗极端致密天体(中子星、黑洞等)并合而产生。自上世纪六十年代首次发现,伽马暴的观测研究一直处于前沿领域,特别是近年来随着引力波的发现星空体育网页版,伽马暴已成为多波段多信使时域天文研究的焦点。近年来我国发射了一系列空间望远镜开展伽马暴观测研究,包括慧眼卫星、“怀柔一号”极目系列卫星、爱因斯坦探针卫星以及中法天文卫星等等。2022年10月9日,全球众多天文望远镜观测到一例迄今最亮的伽马暴(编号GRB 221009A),其中,我国的慧眼卫星和极目空间望远镜对该伽马暴的瞬时辐射进行了精确测量,发现该伽马暴具有打破纪录的观测亮度和各向同性能量,这些极端性质使其成为名副其实的千年一遇的历史性天文事件。

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