破纪录的“船”伽马射线爆发继续让科学家们吃惊

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艺术印象描绘了伽马射线的强大爆炸的影响，它在我们星球的电离层中引发了重大扰动。(图片鸣谢:欧空局/ATG欧洲；CC BY-SA 3.0 IGO)

（）据美国太空网（Monisha Ravisetti）：去年10月9日，科学家们目睹了天空中的异常现象。

从恒星之间的黑暗中，大量的深空X射线开始涌入天文台。这些信号似乎与我们银河系中发生的一次非常明亮的事件有关，该事件被称为伽马射线爆发(GRB)——一种高能粒子的爆发，与恒星爆炸和黑洞诞生等事件有关。但是正如一位专家所说，例如，这个GRB对于标准光源就像探照灯对于灯泡一样。

乍看之下，这一事件足够引人注目。据推测，这是自人类文明开始以来最亮的GRB，展示的光子比大型强子对撞机产生的能量还要多。事实上，它甚至被取了一个厚脸皮的名字，以补充其正式名称GRB 221009A:船，是“有史以来最亮的”的缩写但是后来，科学家们发现了这艘船更令人惊叹的地方。它实际上并不是起源于银河系。不，这艘船来自我们银河系后面的一个星系——或者，换句话说，这艘船的亮度真的不能被夸大。

现在，周二(11月14日)，研究人员发表了一篇论文，开始回答你可能会想到的一个问题:这个超级明亮的GRB对我们意味着什么？

根据这项新的研究，这一长达7分钟的爆发(10小时后仍可探测到)似乎导致了地球大气的巨大“变化”。最令人着迷的是，这些变化似乎是在我们星球的上层电离层中发现的，电离层是我们和外层空间之间的屏障。“如果是真的，这将标志着我们第一次看到GRB影响这个地区,”研究小组说。“自20世纪60年代以来，我们一直在测量伽马射线爆发，这是有史以来测量到的最强的一次，”罗马国家天体物理研究所的Pietro Ubertini，这项新研究的合著者，在一份声明中说。

为什么这些结果很重要？我们星球上的生命依赖于地球大气层的稳定性。该研究的主要作者、意大利拉奎拉大学的米尔科·皮尔桑蒂在声明中说:“关于我们银河系中伽马射线爆发的可能后果，一直存在很大争议。”。

“变化”是什么意思？

地球的大气层包含几层，电离层位于最上面的部分，海拔在31英里(50公里)到590英里(950公里)之间。海拔217英里(350公里)以上的任何地方都被认为是上半部分。重要的是，带电粒子或离子遍布整个电离层。新的作者在大约310英里(500公里)高度的上半部分看到了扰动。

这项新研究的研究人员谈论的这些干扰/变化/扰动本质上是指高层大气电场的变化。这意味着所有这些电离层带电粒子都直接受到影响。像这样的电离层扰动通常与源自我们太阳的高能粒子事件有关——但科学家认为，这艘船的干扰是位于近20亿光年之外的一颗爆炸恒星的结果。

这就是为什么每个人都对它撞击地球外壳的事实感到如此震惊的部分原因。

欧洲航天局(ESA)项目科学家埃里克·库尔克斯(Erik Kuulkers)在声明中说:“我们可以看到深空发生的事情，但这些事情也影响了地球。”欧空局官员说，从统计数据来看，像这样明亮的GRB大约每10，000年才会到达我们的星球一次。

当它到达这里时，GRB激活了印度的闪电探测器，警告了德国的仪器，在亚洲和澳大利亚的部分地区喷洒了它的光子通量的证据，甚至投下了挥之不去的余辉。



智利双子座南方望远镜观测到的破纪录的GRB221009A伽马射线爆发。(图片鸣谢:双子座天文台/noir lab/NSF/AURA/b . O ' Connor(UMD/GWU)和J. Rastinejad & W. Fong(西北大学))

在这项新的研究中，研究人员利用位于低地球轨道的中国地震电磁卫星航天器(CSES)的数据分析了这艘船，该卫星通常用于研究地震如何改变电离层的情况。这就是他们如何找到今天发表的结果的，尽管他们使用了其他工具来模拟他们的最终结论，例如欧空局的Integral卫星。“我们过去曾在其他伽玛暴中寻找这种效应，但什么也没看到，”尤伯蒂尼说。

“据我们所知，这是迄今为止发现的最大的GRB之一，”作者在新论文中写道。

需要说明的是，BOAT也影响了电离层的一些低层。

“值得注意的是，这种扰动影响了地球电离层的最底层，位于地球表面上方仅几十公里处，留下了可与大规模太阳耀斑媲美的印记，”欧空局太阳物理学家劳拉·海斯(Laura Hayes)在声明中说，她是2022年一项关于较低电离层后果的研究的合著者。



在爆发一小时后，斯威夫特X射线望远镜观测到了有史以来最亮的伽马射线爆发。(图片鸣谢:美国国家航空航天局/斯威夫特/A .比尔德莫尔(莱斯特大学))

没关系，我们很好

尽管欧空局表示“分析爆炸的影响可以提供关于地球历史上大灭绝的信息”，但该小组的论文并没有完全表明像BOAT这样的爆发可能导致人类的末日。相反，这次爆发可以让我们更深入地了解如果附近一个真正有威胁的GRB撞击我们的星球会发生什么。

例如，在他们的新论文中，该团队写道，“能够突然增加大气电离，它们可能会在全球范围内消耗平流层臭氧。”

臭氧层可以被认为是地球的防晒霜，保护我们星球上的居民免受来自太阳的有害紫外线的伤害。如果我们的身体吸收了太多的这种射线，就会导致癌症和白内障的风险增加。如果植物暴露在过多的紫外线下，许多植物会死亡。

但是现在还没有必要恐慌，因为我们的臭氧似乎相对较好(甚至臭氧洞正在愈合)。然而，科学家们对未来的GRB会对我们做什么感兴趣。这项调查正是这项新研究的团队所想的。

与此同时，其他天文学家继续研究这艘船的原因。这是一个有点令人困惑的问题。例如，詹姆斯·韦伯太空望远镜和哈勃太空望远镜团队试图解决这个问题，但搜索一无所获，因为他们都无法确定宇宙中的一颗恒星爆炸的后果。

那些原始的船上X射线信号也有很多要研究，因为波长在到达我们之前必须穿过广阔的空间，穿过尘埃云和宇宙中的其他现象，并在途中获得有价值的信息——为人类解码做好准备。

这项研究发表在11月14日的《自然通讯》杂志上。