2023年6月8日，《科学》杂志在线发表了关于大型高空风流天文台(LHAASO)名为GRB221009A的伽马射线暴(GRB)的新研究成果。该研究题为“Atera-electronvoltafterglow”来自极其明亮的GRB221009A中的狭窄射流，”由LHAASO国际合作完成。

记录大质量恒星死亡时万亿电子伏伽马射线暴的全过程

大约20亿年前，一颗比太阳重20多倍的大质量恒星耗​​尽了核燃料的聚变能，瞬间坍塌，引发了一场大爆炸，从而释放出一种被称为伽马射线的准直宇宙烟花持续数百秒的爆发(GRB)。

火球与星际物质碰撞产生的高能伽马射线光子穿越浩瀚宇宙，直奔地球而去。2022年10月9日晚上13:20:50UT，这些光子到达了LHAASO的视场，在那里收集了超过60,000个伽马射线光子。经过几个月的分析，科学家们终于揭开了这次爆炸事件的细节。

LHAASO首次精确测量了来自GRB余辉的高能光子的整个光变曲线

LHAASO收集到的光子通量表明它们来自主爆发后的辐射。主爆发，即瞬发，是以强烈的低能伽马射线辐射为特征的初始大爆炸。当喷射出的物质以非常接近光速的速度与周围的星际气体碰撞时，就会产生随后的爆发，称为余辉。

LHAASO项目首席研究员、LHAASO合作发言人曹震说：“LHAASO首次准确测量了余辉的完整过程，包括万亿电子伏伽马射线通量从上升到衰变的整个阶段。”,中国科学院高能物理研究所教授。

LHAASO在五个时间间隔测量的光子的固有光谱和观测光谱。能量范围约为0.2-7TeV。图片来源：高能科学研究院

基于对数以万计的伽玛暴的观测，科学家们发展出了看似完美的理论模型，并对它们抱有强烈的信心。LHAASO观察到了其他实验尚未达到的完整高能光变曲线，为这些理论模型的精确检验提供了完善的数据基础。鉴于这一事件的罕见性，可能每千年只发生一次，预计这一观测结果在未来几十年甚至数百年内仍将是最好的结果之一。

LHAASO首次测量到伽马射线暴高能光子通量的快速增强过程

“在余辉开始的时候，LHAASO首次检测到光子通量的极快增强，”高能所教授、该论文的通讯作者之一姚志国说。在不到两秒的时间间隔内，通量增加了一百多倍，随后缓慢上升，符合余辉的预期特性。早期的快速增强现象超出了以往理论模型的预期。

这就引出了一个问题：实际上是什么机制在起作用。发表的结果将引发科学界对伽马暴所涉及机制的深入讨论，包括能量注入、光子吸收和粒子加速。

LHAASO揭开了史上最亮伽马射线暴亮度之谜

LHAASO观测表明，在余辉开始后约10分钟，高能辐射的亮度下降得更快。“这可以解释为，爆炸后喷出的物质形成射流状结构，当辐射角延伸到射流边缘时，亮度迅速下降，”南京大学教授王翔宇说。大学和论文的通讯作者之一。由于这种亮度转变发生的时间极早，因此测得的射流角度极小，仅为0.8度。

这是迄今为止已知的最小喷流角度，表明所观察到的实际上是典型的内亮外暗喷流的最亮核心。“观察者恰好直接面对喷流最亮的核心，这自然解释了为什么这次伽马射线爆发是历史上最亮的，为什么这样的事件如此罕见，”中国科学院大学教授戴子高说。中国科学院中国科学技术部，论文通讯作者之一。

LHAASO高能数据密集型观测将揭开更多谜团

在这次事件的短暂持续时间内，LHAASO记录的光子数量超过了过去几年从“标准烛光”蟹状星云观测到的光子累计数量。“如果选择标准稍微放宽一点，光子数甚至可以达到十万!”高能所教授、论文通讯作者之一查敏说。

相比之下，同类能带的其他仪器迄今在其他伽玛暴中探测到的光子不到1000个，而且只能探测到爆发后几十秒的光子。”“爆发事件，LHAASO的科学家们仍在分析数据，以揭示更多的秘密。请继续关注LHAASO的后续分析结果，”曹教授说。