10年来，美国宇航局的费米伽玛射线太空望远镜扫描了天空中的伽马射线爆发(GRBs)，这是宇宙中最明亮的爆炸。最高能量爆炸的新目录为科学家提供了关于它们如何工作的新见解。
瑞典斯德哥尔摩大学的天体物理学家Magnus Axelsson说：“每次爆发都是独一无二的。” “只有当我们能够研究大样本时，就像在本目录中一样，我们才开始了解GRB的共同特征。这反过来又为我们提供了工作中物理机制的线索。”
该目录发表在6月13日的“天体物理学杂志”上，现已在线提供。超过120位作者参与了该论文，由Axelsson，意大利巴里国立核物理和理工大学的Elisabetta Bissaldi以及加利福尼亚州斯坦福大学的Nicola Omodei和Giacomo Vianello领导。
GRB发射伽马射线，这是最高能量的光。大多数GRB发生在某些类型的大质量恒星耗尽燃料并坍塌以产生新的黑洞时。其他发生在两颗中子星，超级恒星爆炸的残余物合并时。两种灾难性事件都会产生接近光速的粒子射流。伽马射线是在射流内部快速移动的材料碰撞时以及当射流与恒星周围的环境相互作用时产生的。
天文学家可以通过低能伽马射线的持续时间来区分两个GRB类别。来自中子星合并的短暂爆发持续不到2秒，而长时间爆发通常持续一分钟或更长时间。新目录包括17个短射和169个长爆发，描述了费米大面积望远镜(LAT)在过去10年中发现的186个事件。
费米使用两种仪器观察这些强大的爆发。LAT在任何时候都能看到大约五分之一的天空，并记录出能量超过3000万电子伏特(MeV)的伽马射线，是可见光能量的百万倍。伽玛射线爆发监视器(GBM)可以看到整个天空没有被地球阻挡，并且可以探测到低能量发射。总而言之，到目前为止，GBM已经检测到超过2,300个GRB。
以下是LAT目录中五个记录设置和有趣事件的示例，这些事件帮助科学家们更多地了解了GRB。
1. GRB 081102B
2008年11月2日发生在Boötes星座的短脉冲081102B是最短暂的LAT探测GRB，仅持续十分之一秒。尽管这一爆发出现在费米的第一年观察中，但它并未包含在2013年出版的早期版本中。
“第一个LAT目录只确定了35个GRB，”Bissaldi说。“由于改进了数据分析技术，我们能够确认该样本中的一些边缘观测值，并确定新目录的爆发次数是其五倍。”
2. GRB 160623A
2016年6月23日在天鹅座中发现的长寿命爆发160623A在LAT能量下持续闪耀了近10个小时 - 目录中最长的爆发。但是在Fermi的GBM仪器记录的较低能量下，它仅被检测到107秒。这些工具之间的这种明显差异证实了第一个LAT目录中暗示的趋势。对于长时间和短时间的爆发，高能量伽马射线发射持续时间长于低能量发射并且稍后发生。
3. GRB 130427A
这个动画显示了最常见的伽马射线爆发类型，当大质量恒星的核心坍塌，形成黑洞，并以接近光速的速度向外冲击粒子射流时发生。观察喷气式飞机大大提高了它的表观亮度。GRB 130427A的费米图像结束序列。图片来源：美国宇航局的戈达德太空飞行中心
费米LAT探测到的能量最高的单个伽马射线达到了940亿电子伏特(GeV)，并从狮子座星座旅行了38亿光年。它由130427A发射，它也保留了大多数伽马射线-17-能量超过10 GeV的记录。
一种流行的模型提出，射流中的带电粒子以接近光速的速度移动，遇到冲击波并突然改变方向，结果发射伽马射线。但是这种模型无法解释这次爆发的记录设定光，迫使科学家重新思考他们的理论。
130427A的最初调查结果表明，LAT仪器的发射速度是目录中指出的两倍。由于样本量较大，该团队对所有GRB采用了相同的标准化分析，结果与早期研究报告的数据略有不同。
4. GRB 080916C
距离最远的已知GRB在Carina星座中发生了122亿光年。研究人员称其为080916C，爆炸中含有9,000颗超新星。
5. GRB 090510
与090510的已知距离帮助测试了爱因斯坦的理论，即时空结构是平滑和连续的。费米几乎在同一瞬间检测到高能伽马和低能伽马射线。他们在相同的时间内走了相同的距离，他们表明所有的光，无论它的能量，都以相同的速度通过空间的真空。
“090510的总伽马射线发射持续不到3分钟，但它让我们能够探究这个关于宇宙物理学这个非常基本的问题，”Omodei说。“GRB实际上是我们目睹的最壮观的天文事件之一。”
少了什么东西?
GRB 170817A标志着第一次在两个中子星的合并中探测到时空中的光和涟漪，称为引力波。该事件被激光干涉仪引力波天文台(LIGO)，处女座干涉仪和费米的GBM仪器捕获，但LAT没有观察到，因为当太空船穿过费米的轨道区域时仪器被关闭活动很高。
“现在LIGO和处女座开始了另一个观察期，天体物理学界将关注更多联合GRB和引力波事件”，美国宇航局戈达德太空飞行中心的合着者和费米副项目科学家Judy Racusin说。 ，马里兰州。“这个目录是一项具有纪念意义的团队努力，其结果有助于我们了解这些事件的数量，并为我们钻研未来的突破性发现做好准备。”
费米伽马射线太空望远镜是由美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心管理的天体物理学和粒子物理学合作伙伴。费米是与美国能源部合作开发的，得到了法国，德国，意大利，日本，瑞典和美国的学术机构和合作伙伴的重要贡献。