由于觀察員和工作人員的快速反應,智利雙子座南部的 GRB221009A 幾乎同時進行了觀測。該圖像是 2022 年 10 月 14 日星期五早上使用兩臺儀器在 I、J、H、K 中拍攝的 4 次曝光的組合。圖片來源:國際雙子座天文臺/NOIRLab/NSF/AURA/B。O'Connor (UMD/GWU) & J. Rastinejad & W Fong (Northwestern Univ) Image processing: TA Rector (University of Alaska Anchorage/NSF's NOIRLab), M. Zamani & D. de Martin (NSF's NOIRLab)
2022 年 10 月 14 日今天凌晨,天文學家使用由 NSF 的 NOIRLab 運營的智利雙子座南方望遠鏡觀察到了有史以來最強大的爆炸之一伽馬射線暴 GRB221009A 的空前后果。這一破紀錄的事件于 2022 年 10 月 9 日首次由繞行 X 射線和伽馬射線望遠鏡探測到,距離地球 24 億光年,很可能是由產生黑洞的超新星爆炸引發的。
一場巨大的宇宙爆炸引發了世界各地天文學家的活動爆發,因為他們競相研究有史以來最近且可能是最強大的伽馬射線爆發 (GRB) 的后果。兩個獨立團隊使用智利的雙子座南方望遠鏡(由 NSF 的 NOIRLab 運營的國際雙子座天文臺的雙子望遠鏡之一)剛剛發布的觀測結果瞄準了爆炸的明亮發光殘骸,這可能預示著一顆超新星誕生了黑洞。
GRB,被確定為 GRB 221009A,發生在大約 24 億光年外的人馬座方向。它于 10 月 9 日上午首次被 X 射線和伽馬射線太空望遠鏡探測到,包括美國宇航局的費米伽馬射線太空望遠鏡、尼爾格勒斯斯威夫特天文臺和 Wind 宇宙飛船。
隨著這一發現的消息迅速傳播,兩個天文學家團隊與雙子座南部的工作人員密切合作,以獲得對這一歷史性爆炸余輝的最早可能的觀測結果。
在 10 月 14 日星期五的清晨,由研究生 Brendan O'Connor(馬里蘭大學/喬治華盛頓大學)和 Jillian Rastinejad(西北大學)領導的兩個獨立觀察小組進行了兩次機會快速目標成像觀察)。這些觀察發生的時間只有幾分鐘。第一次觀察使用了 FLAMINGOS-2 儀器,這是一種近紅外成像光譜儀。另一項觀察使用了雙子座多目標光譜儀(GMOS)。
團隊現在可以訪問這兩個數據集,以分析這一充滿活力且不斷發展的事件。
“異常長的 GRB 221009A 是有記錄以來最亮的 GRB,它的余輝正在打破所有波長的所有記錄,”奧康納說。“因為這次爆發是如此明亮,而且也在附近,我們認為這是一個百年一遇的機會,可以解決一些關于這些爆炸的最基本問題,從黑洞的形成到暗物質模型的測試。”
由于觀察者和工作人員的快速反應,再加上 Gemini Director 的自主時間和 Gemini 的DRAGONS “FIRE”(快速初始縮減引擎)等高效數據縮減軟件的使用,在觀測后很快就生成了這張圖像。
“雙子座基礎設施和工作人員的敏捷性和響應能力是我們天文臺的標志,并使我們的望遠鏡成為研究瞬態事件的天文學家的首選資源,”雙子座首席科學家珍妮絲·李說。
已經通過美國宇航局伽馬射線坐標網絡與其他天文學家進行了通信,該網絡的檔案現在充滿了來自世界各地的報告。天文學家認為它代表了一顆質量是我們太陽許多倍的恒星的坍縮,這反過來又發射了一顆極其強大的超新星,并在距離地球 24 億光年的地方產生了一個黑洞。
“在我們的研究小組中,我們一直將這次爆發稱為‘BOAT’,或有史以來最明亮的爆發,因為當你觀察自 1990 年代以來伽馬射線望遠鏡探測到的數千次爆發時,這個爆發與眾不同”拉斯蒂內賈德說。“雙子座的靈敏度和多樣化的儀器套件將幫助我們觀察 GRB221009A 的光學對應物,其時間比大多數地面望遠鏡所能觀察到的要晚得多。這將幫助我們了解是什么讓這次伽馬射線爆發如此獨特地明亮和充滿活力。”
當黑洞形成時,它們會驅動強大的粒子射流,這些射流被加速到接近光速。然后這些噴流穿過祖星的殘骸,在它們流入太空時發射 X 射線和伽馬射線。如果這些噴流指向地球的大致方向,它們會被觀測為 X 射線和伽馬射線的明亮閃光。
另一個如此明亮的伽馬射線爆發可能在幾十年甚至幾個世紀內都不會出現,而且情況仍在不斷發展。值得注意的是其他關于地球電離層擾動影響來自 GRB221009A 事件的高能輻射的長波無線電傳輸的非同尋常的報告。科學家們還想知道,中國大型高空空氣簇射天文臺觀測到的超高能 18 TeV(太電子伏)光子如何能夠挑戰我們對物理學的標準理解,并在他們 24 億年的地球之旅中幸存下來。
由于它與地球相對接近,這一事件也是一個獨特的機會,可以更好地了解比鐵更重的元素的起源,以及它們是完全來自中子星合并還是來自引發 GRB 的坍縮恒星。
“雙子座的觀測將使我們能夠充分利用這一附近的事件,并尋找在大質量恒星坍縮中形成和噴出的重元素的特征,”奧康納說。