由亚利桑那大学和犹他大学的科学家们领导的科研团队,借助美国国家科学基金会甚大阵列(NSF VLA)射电望远镜,首次在伽马射线暴现象中观测到了法拉第旋转。法拉第旋转是一种磁场作用下,光线在宇宙空间传播时会发生偏振的现象。此次观测首次揭示了伽马射线暴产生的强光与其中磁场的相互作用方式,为深入研究驱动这些宇宙大爆炸的极端物理过程提供了新的视角。相关研究成果已提交至《天体物理学杂志快报》。
伽马射线暴被认为是宇宙中最具威力的爆炸事件,其在极短时间内释放的能量,能够与太阳在其整个生命周期中释放的总能量相媲美。普遍认为,伽马射线暴会产生近乎光速的狭窄粒子喷流,这些喷流随后会形成持续数月的无线电“余晖”。尽管经过数十年的探索,与这些喷流及其周围环境相关的磁场一直难以精确测量。
本次研究聚焦的伽马射线暴代号为GRB 260310A。从宇宙尺度来看,该事件距离地球相对较近,并且其“余晖”表现得尤为明亮,这为天文学家们提供了一个难得的观测机会。研究团队将NSF VLA对准了这场逐渐黯淡的爆发,结果发现其发出的无线电波呈现出偏振现象——即光波在特定方向上振荡,仿佛受到某种无形力量的扭转。
研究人员注意到,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。此前从未在伽马射线暴中发现过此类现象,它如同一种独特的磁性“标记”,能够精确地编码光线在传播路径中所经过的磁场强度和结构。这是因为磁化的等离子体能够旋转无线电波的偏振角,且这种旋转随波长变化的速率越快,表明光线所穿越的磁场强度越大。
观测数据显示,沿光线传播路径上的磁场强度,远超银河系内部或星系际空间所能解释的范围,其数值高出数千倍。如此强大的磁场,暗示着恒星周围存在异常稠密的磁化气体云,这可能是形成GRB 260310A的那颗恒星所遗留下来的环境痕迹。
在此之前,科学家们在搜寻伽马射线暴偏振信号时,多依赖短波段观测设备,并且必须在“余晖”消失殆尽之前迅速完成观测。而如今,借助NSF VLA,研究团队首次进入了厘米波段进行观测,并成功测量到了伽马射线暴中的法拉第旋转,为理解类似世界杯2026的未来重大天体事件提供了宝贵数据。(记者刘霞)
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