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去年最强伽马射线暴威力:从24亿光年外扰动地球底电离层

2023年11月15日8:37 未解之谜网

去年,科学家探测到迄今为止最强大伽马射线爆发事件 GRB 221009A,其亮度与其他事件相比犹如体育场大灯和小灯泡。现在新研究进一步指出,地球当下离地仅 60~100 公里的低电离层也受这场爆发强烈扰动数小时。

2022 年 10 月,伽马射线暴 GRB 221009A 从距离地球约 24 亿光年的黑暗中爆发,其光芒瞬间让各大天文台“暂时失明”,是有史以来测量过最明亮的太空爆炸。

经分析,GRB 221009A 光子蕴含的能量也破纪录达 18 TeV,远高于大型强子对撞机产生的能量,科学家深信该处必定诞生一个新黑洞。

伽玛射线(γ 射线)是电磁波谱中光子能量最高的电磁波,主要由超新星、极超新星等高能量事件造成。日常生活不用来自宇宙的伽玛射线,因为它们无法穿透地球大气层(精确来说,是接近地表之前就被地球大气层吸收),因此科学家需要靠太空望远镜探测这类型高能爆炸。

但极少数情况下,科学家会记录到异常强大的伽马射线、X 射线与地球电离层相互作用。电离层平常反射我们用于通讯、导航的无线电波,当出现强烈宇宙事件,我们可以透过记录极低频无线电波反射方式的变化检视前者对低电离层造成哪些影响。

许多人想知道,这个长达 7 分钟的超亮伽玛暴是否对地球造成什么影响?本周一篇新论文提供了解答。

探测到 GRB 221009A 之际,许多卫星也几乎立即观察到离地 507 公里的顶部电离层电导率变化,导致电离层电场跟着产生巨大变化;离地 60~100 公里间的低电离层也被强烈扰动,表明这场距离地球远达 24 亿光年的伽马射线暴,竟能在离地球表面仅数十公里处留下作用痕迹。

不用惊慌,GRB 221009A 并没有伤害到地球臭氧层,但这场喷发更加让我们意识到:若某天附近星系甚至银河系内部爆发一场真正具威胁性的伽玛射线暴且撞击地球,最坏情况下不仅电离地球大气,还会在臭氧层开一个大洞,导致地球生物暴露于有害宇宙射线、来自太阳的紫外线辐射之下,可能也是引发地球上过去大规模灭绝事件的原因之一。

新论文发表在《自然通讯》(Nature Communications)期刊。

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