تکنولوژی
37 میلیون eV: دانشمندان چینی بالاترین انرژی پرتو گاما در کیهان را کشف کردند
دانشمندان چینی از موسسه فیزیک انرژی‌های بالا (IHEP) و آکادمی علوم چین (CAS)، پرتو گامایی با انرژی ۳۷ میلیون الکترون ولت را از یک انفجار فوق‌العاده روشن پرتو گاما کشف کرده‌اند که بالاترین انرژی شناخته شده تاکنون است. آنها دریافته‌اند که انرژی این پرتو گاما در طی زمان بر اساس یک تابع توان تغییر می‌کند. این کشف‌ها، که در مجله Science China Physics, Mechanics & Astronomy منتشر شده‌اند، شواهد جدیدی برای درک انفجارهای پرتو گاما و جت‌های نسبیتی ارایه می‌دهند.
دانشمندان چینی از موسسه فیزیک انرژی‌های بالا (IHEP) در آکادمی علوم چین (CAS) یک خط پرتو گاما با انرژی تا ۳۷ میلیون الکترون ولت را از یک انفجار پرتو گامای فوق‌العاده روشن کشف کرده‌اند. این نشان‌دهنده بالاترین ویژگی طیفی انرژی است که تاکنون توسط اجرام آسمانی در کیهان منتشر شده است. دانشمندان همچنین دریافته‌اند که خط پرتو گاما در طول زمان یک تابع توان را دنبال می‌کند که سرنخ‌های حیاتی برای حل اسرار این خط فراهم می‌آورد. مقاله آنها در جلد مجله Science China Physics, Mechanics & Astronomy منتشر شده است. انفجارهای پرتو گاما (GRBs) از بزرگترین انفجارهای انرژی در کیهان هستند. آنها می‌توانند توسط فروپاشی هسته یک ستاره عظیم یا برخورد دو ستاره متراکم مانند ستاره‌های نوترونی و سیاهچاله‌ها تولید شوند. کشفیات دانشمندان چینی مرتبط با روشن‌ترین GRB تمام دوران، معروف به GRB 221009A بود. این انفجار پرتو گاما به دسته‌ای اول تعلق دارد و در ۹ اکتبر ۲۰۲۲ به زمین رسید. به گفته IHEP، این پدیده توسط چندین تلسکوپ در سراسر جهان مشاهده شده است. محققانی از IHEP در CAS، رصدخانه‌های Yunnan در CAS، دانشگاه عادی Hebei و دانشگاه عادی Guizhou به همکاری تیمی پرداخته‌اند و تجزیه و تحلیل جامعی از داده‌های مشاهده‌ای از دو مانیتور فضایی پرتو گاما، GECAM-C و Fermi/GBM انجام داده‌اند. نویسنده اصلی مقاله، Xiong Shaolin گفت: «این یافته‌ها سرنخ‌های جدید و مهمی برای حل رمز و رازهای انفجارهای پرتو گاما و جت‌های نسبیتی فراهم می‌کند که یک نقطه عطف در مطالعه انفجارهای پرتو گاما است». دستگاه GECAM-C که توسط CAS تأمین مالی شده است، طیف باند کم انرژی این GRB را به دقت اندازه‌گیری کرده است، در حالی که Fermi/GBM باند با انرژی بالا را که خط پرتو گاما در آن ظاهر شد، پوشش داده است. به ویژه، این انفجار آنقدر روشن بود (پرتوهای گاما زیادی در یک دوره کوتاه) که دستگاه Fermi/GBM در قسمت روشن انفجار دچار از دست دادن داده‌ها شد که تحلیل داده‌های قابل‌اعتماد را بسیار سخت کرد. GECAM-C از چنین مشکلی رنج نمی‌برد به لطف طراحی اختصاصی دستگاه خود. بنابراین، IHEP بیان کرد که داده‌های GECAM-C برای تصحیح داده‌های Fermi/GBM استفاده شده است. پس از تجزیه و تحلیل جامع از مشکلات داده‌ها، اثرات ابزاری و مدل‌سازی پس‌زمینه، گروه تحقیقاتی موفق به دستیابی به طیف‌های قابل‌اعتماد از GRB شدند. آنها همچنین مجموعه‌ای از خطوط پرتو گاما را در سراسر انفجار شناسایی کردند، از جمله یک خط پرتو گامای شگفت‌آور با انرژی تا ۳۷ میلیون الکترون ولت که در قسمت روشن انفجار تشخیص داده شد. محققان دریافتند که انرژی خط در طول زمان به دنبال یک تابع توان تغییر می‌کند در حالی که نسبت عرض خط به انرژی خط تقریباً ثابت باقی می‌ماند. این ویژگی‌ها شواهد محکمی از واقعی بودن این خطوط پرتو گاما و منشأ GRB ارائه می‌دهند. به گفته IHEP، این کشفیات جنبه‌های جدید و منحصربه‌فردی از فیزیک GRBها و جت‌های نسبیتی آنها را روشن می‌کند. در کشف اخیر از بالاترین انرژی نور آمده از خورشید، پژوهشگران دانشگاه ایالتی میشیگان نشان دادند که انرژی پرتو گاما می‌تواند به حداکثر محدوده TeV – تا حدود ۱۰ TeV برسد.
