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由亚利桑那大学和犹他大学的科学家们主导的一个研究小组,利用美国国家科学基金会的甚大阵列(NSF VLA)射电望远镜,首次在伽马射线暴中观测到了法拉第旋转现象。法拉第旋转是指磁场在光线穿越太空时引起其偏振发生改变的效应,此次探测有助于理解伽马射线暴的磁场环境与光线产生之间的相互作用。这项研究成果为深入探究驱动这些宇宙巨型爆炸的极端物理过程提供了新的视角,相关论文已提交给《天体物理学杂志快报》。

伽马射线暴被认为是宇宙中最具爆发力的事件,它们在极短的时间内释放的能量,相当于太阳在其整个生命周期内所能产生的总能量。科学家们推测,伽马射线暴会产生接近光速的狭窄粒子喷流,这些喷流在数月内会产生持续的无线电“余晖”。尽管经过数十年的研究,伴随这些喷流及其周围环境的磁场强度一直难以精确测量。

本次研究聚焦的伽马射线暴事件编号为GRB 260310A。相较于宇宙的广阔尺度,该事件距离地球相对较近,并且其“余晖”表现得尤为明亮,这为天文学家提供了一个宝贵的研究机会。研究团队将NSF VLA望远镜对准了这场逐渐减弱的爆炸,他们观测到无线电波发生了偏振,即光波的振荡方向发生了一致性的改变,如同被某种力量轻微扭转。

研究人员发现,这种偏振信号会随着波长的变化而改变,这正是法拉第旋转的特征。这种效应在伽马射线暴的观测中是前所未有的,它如同一种磁性“指纹”,精确地记录了光线传播路径上的磁场强度和结构信息。这是因为磁化等离子体也能够旋转无线电波的偏振角,并且旋转速度与波长的关系越紧密,就意味着光线所穿越的磁场强度越大。

观测数据显示,沿着光线传播方向的磁场强度,比银河系内部或星系际空间所能解释的数值高出数千倍。如此强大的磁场表明,伽马射线暴源于恒星周围异常密集的磁化气体云,这可能是在爆发形成GRB 260310A的那颗恒星周围环境中留下的印记。

在此之前,科学家们在搜寻伽马射线暴偏振信号时,主要依赖于短波段的观测设备,并且需要在“余晖”消失之前迅速完成观测。而如今,借助NSF VLA望远镜,研究团队能够进行厘米波段的观测,并首次成功测量到了伽马射线暴中的法拉第旋转。

5 Comments

  1. Itachi Uchiha
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