美国亚利桑那大学和犹他大学的科学家们,借助美国国家科学基金会甚大阵列(NSF VLA)射电望远镜,首次在伽马射线暴中观测到了法拉第旋转现象。法拉第旋转是指磁场导致光线在传播过程中发生偏振旋转的效应。这项观测首次揭示了伽马射线暴的磁场环境与光线产生之间的相互作用机制,为深入研究驱动这些宇宙级爆炸的极端物理过程提供了新的途径。相关研究成果已提交至《天体物理学杂志快报》。
伽马射线暴是宇宙中最具爆发力的事件,其在极短时间内释放的能量,相当于太阳在其整个生命周期内所能发出的总能量。普遍认为,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形成持续的无线电“余晖”。尽管已有数十年的研究,但与这些喷流及其周围环境相关的磁场一直难以精确测量。
本次研究的对象是编号为GRB 260310A的伽马射线暴。相较于宇宙尺度,该伽马射线暴距离地球相对较近,并且其“余晖”信号足够明亮,为天文学家提供了一次宝贵的研究机会。研究团队将NSF VLA望远镜对准了这一正在衰减的爆发事件,探测到了无线电波的偏振现象——即光波的振荡方向发生了一定程度的扭转。
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观测中是首次出现,它如同磁场的“指纹”,精确记录了光线传播路径上磁场的强度和结构信息。这是因为磁化的等离子体会使无线电波的偏振角发生旋转,旋转变化越快,意味着光线穿过的磁场强度越大。
数据分析表明,沿光线传播路径上的磁场强度,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,暗示了恒星周围存在着异常密集且磁化的气体,这正是形成GRB 260310A的那颗恒星所遗留下来的环境特征。
在此之前,科学家们在搜寻伽马射线暴偏振信号时,主要依赖短波段观测设备,并且需要在“余晖”完全消散前争分夺秒地完成观测。而此次借助NSF VLA望远镜,研究团队得以进入厘米波段进行观测,从而首次成功测量到了伽马射线暴中的法拉第旋转。

Comments (18)
David James 15 hours ago
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View 5 Reply王强 15小时前
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View 5 ReplyMahadi Khan 15 hours ago
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