天文学家根据爆炸恒星的光绘制银河系

10月9日，我们银河系外的一次爆炸产生了巨大的辐射闪光，并在10月9日到达地球，并作为有史以来最亮的BOAT载入了记录簿。

辐射的爆发让威斯康星大学麦迪逊分校的天文学家对银河系的结构有了前所未有的了解，并对穿过地球的亚原子粒子的来源有了新的认识。它以接近光速的速度从天马座方向射来，被太空和全球各地的许多望远镜和传感器捕捉到，很可能标志着一颗恒星的死亡和黑洞的诞生。

“这些爆炸是我们在宇宙中看到的最明亮的事物之一，它们的强度如此之大，我们基本上可以在半个宇宙中看到它们，”威斯康星大学麦迪逊分校的天文学教授塞巴斯蒂安·海因茨说，他研究星际尘埃以及黑洞和X的物理学-太空中的射线——伽马射线暴的一种产物，如GRB221009A。

夜空中的银河-说明性照片。

夜空中的银河——说明性照片。图片来源：JeremyThomas来自Unsplash，免费许可

“与其他伽马射线暴相比，这一次是如此明亮，我们预计在可预见的未来它将成为有史以来最亮的一次。”

他补充说，再过10,000年，可能不会再有像地球一样明亮或接近地球的伽马射线爆发，并表示这种明亮的爆发同样位于银河系平面的可能性“再低10倍”方式。

Heinz说，伽马射线暴的强度和它通往地球的路径都很有启发性。GRB221009A的电磁辐射像箭一样从盘状银河系平面上方几度射向行星，途中掠过银河系的尘埃云。

“这种尘埃是我们所说的星际介质的关键成分，”海因茨说。“收集形成行星的金属和重元素对于确定恒星周围的环境至关重要。了解气体和尘埃云是了解恒星和行星系统如何形成的基础。”

最亮的X射线集中在爆炸的直接路径上。其他光线，在略有不同的初始路径上，在途中与云中的尘埃微粒相撞，并向地球方向反弹。因为他们走了更长的路线，所以那些反射的X射线从略微不同的角度到达初始闪光后几分钟、几小时甚至几天。

“我们结合了第一次闪光后到达的X射线的所有这些观测数据，它们在爆发的亮点周围显示为环——伽马射线穿过的每个相当大的尘埃云都有新的环，”海因茨说。“看着它走到一起真是令人难以置信和美丽。这些环就像这个神奇的指纹，编码了关于星系本身的一大堆信息。”

海因茨利用迟到的X射线的几何结构及其在初始爆发之后的滞后，将光环转化为银河系中遥远的尘埃的前所未有的精确位置。每个环都指向一团尘埃云，揭示了与地球的距离以及数十个尘埃云在银河系圆盘上方的相对“高度”。

Heinz说：“它为我们提供了一种工具，可以根据距离绘制出这些尘埃在银河系中的位置，甚至在某种程度上是高度的函数。”他的发现是今天发表在《天体物理学杂志》上的一项研究的一部分信件

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“我们已经绘制出远达45,000光年的尘埃云，其精确度超出了我们的想象——其中一些距离银河系的距离超出了我们的预期。”

对被尘埃改变方向的光线进行更多分析，将有助于研究人员更好地了解尘埃云和银河系的形状和组成。

“我们想知道这些遥远的尘埃云与气体的分布、我们看到或看不到星星的地方以及其他事情发生和变化的地方有何关系，”海因茨说。“有几乎令人难以置信的丰富数据可以告诉我们关于星系结构的新事物。”

长期以来，伽马射线爆发一直被认为是我们银河系以外的中微子的可能来源，这使得GRB221009A(作为BOAT)成为高能亚原子粒子的主要潜在来源，因此也引起了IceCube中微子天文台科学家的极大兴趣.

威斯康星大学麦迪逊分校物理学教授JustinVandenbroucke说：“这个GRB不仅是在伽马射线中探测到的最亮的一次，它还发生在冰立方非常敏感的天空区域。”探测器冻结在南极附近的冰中。这些发现今天也发表在《天体物理学杂志快报》上。

然而，IceCube研究人员发现从太空穿过地球的中微子数量没有明显增加，这意味着即使是地球上最灵敏的仪器观测到的最大伽马射线爆发也没有随之而来的中微子轰击。

“这些上限与许多电磁望远镜的观测结果相结合，为我们提供了有关伽玛暴作为潜在粒子加速器的更多信息，”威斯康星大学麦迪逊分校物理学研究生杰西思韦茨说。