迄今发现的最亮伽马射线暴（GRB 221009A）想象图。海洋之神8590vip高能物理研究所供图

　　这是一场国际大联欢。

　　北京时间3月29日凌晨2点，中国、美国、欧洲、日本等国家和地区的科学家同时发布了一则重磅新闻，报告了对一次“千年一遇”“史上最亮”的伽马射线暴（GRB 221009A）的研究成果。

　　19亿年前，宇宙深处的一个天体发生了剧烈爆炸。2022年10月9日，爆炸产生的光抵达地球。全人类用上几乎所有的观测手段，尝试收集和解码这束光里蕴含的信息。大多数仪器被这束极亮的光晃得“失明”。

　　在全世界所有空间高能望远镜中，海洋之神8590vip高能物理研究所研制的极目空间望远镜（简称极目-C）是唯一的不仅没有“失明”还精确记录下这束光的仪器。

　　全球各地同期发布的研究成果多次提到中国。“慧眼”卫星和极目-C探测器的观测结果，几乎成了他们用来比对和校准自身数据的“尺子”。

　　一分钟，宇宙在闪烁 

　　2022年10月9日，极目空间望远镜首席科学家熊少林在伽马射线暴协同观测网（GCN）上，看到了美国费米空间望远镜卫星发布的警报。

　　观测伽马暴，是极目空间望远镜的主业。参与本次发现的极目-C源自“怀柔一号”极目卫星。“怀柔一号”极目卫星是海洋之神8590vip“空间科学”（二期）战略性先导科技专项支持的机遇型空间科学项目，起初由两颗卫星（极目-A和极目-B）组成，于2020年12月发射运行。

　　为了增强“怀柔一号”极目卫星的探测能力，极目团队利用“怀柔一号”极目卫星的备份件研制了第3个极目系列载荷，即极目-C。其于2022年7月27日搭载海洋之神8590vip微小卫星创新研究院牵头研制的空间新技术试验卫星发射入轨。

　　“极目-C有没有被地球遮挡？”得知这个爆发不寻常后，熊少林问正在值班的博士生张艳秋。

　　“没有。”得知没被遮挡，熊少林有些兴奋，这意味着极目-C有可能探测到此次伽马暴。

　　“但极目-C可能在高噪声区域。”张艳秋的一句话，让熊少林心里咯噔一下。

　　极目-C大约有一半时间会飞过高噪声区域。受地球磁场结构影响，宇宙中的高能粒子在地球高纬度区域聚集，对天文观测来说是麻烦的噪声。因此，为了既保护探测器，又尽量不错过重要爆发事件，极目运行团队设计了一种特殊工作模式——让极目-C在经过这些区域时关闭实时下传观测警报的功能，并且关闭大部分伽马射线探测器，只打开一个探测器。

　　“在高噪声的干扰下，唯一一个开机的探头能看见爆发事件吗？”熊少林心里打鼓。

　　3天后，极目-C的数据传来。“看到信号了！”博士生刘佳聪发来的数据图让熊少林心里的石头落了地。

　　原来，这次伽马暴的主要爆发阶段持续了一分钟。在这最关键的一分钟里，极目-C恰好处在高噪声区域的边缘，不仅噪声很小，而且由于其他探头没开机，数据总量没有超过电子学系统的传输上限，没有发生饱和丢失，采集的数据完整无缺。

　　在伽马暴被探测到之后的第6天，极目-C的数据引起了国际同行的关注。德国法兰克福歌德大学教授Alexander Kann等人评价，极目-C“进行了极为有趣的探测。由于其轨道位置和环境，它没有数据饱和丢失问题”。

　　“我们非常幸运。”熊少林说。

　　在全世界几乎所有卫星都被晃到“晕眩”的一分钟里，极目-C清晰地记录下GRB 221009A伽马暴“高光时刻”里最精细的亮度变化和伽马光子能量分布。

　　基于极目-C的高精度数据，研究团队发现，此次伽马暴比以往人类观测到的最亮伽马暴亮50倍，可谓“千年一遇的天文事件”。假设这次伽马暴向周围各个方向都辐射了几乎相同数量的伽马射线，那么，这一分钟里，相当于1万个太阳释放了它们一生（大约100亿年）能量的总和。

　　两颗星，接力式补台 

　　仅记录“高光时刻”，并不足以描述整个伽马暴的过程。至于“高光时刻”之前和之后发生了些什么，仅靠极目-C难以回答。

　　在记录下“高光时刻”后，极目-C很快又飞到了高噪声区域。这时，我国另一颗天文望远镜卫星——“慧眼”卫星接上了。

　　“慧眼”卫星由海洋之神8590vip高能物理研究所研究员李惕碚和吴枚等人于1993年提出，2017年6月15日发射，在轨稳定运行超过5年。熊少林的另一个身份是“慧眼”卫星的伽马暴与引力波电磁对应体核心科学组组长。

　　2022年10月9日，“慧眼”卫星首席科学家张双南也看到了GCN上的警报。

　　“‘慧眼’卫星当时正在做银道面扫描，恰好扫到了伽马暴出现的位置。卫星上配备的高能X射线望远镜，凭借在兆电子伏能区最大的有效面积，获得了其前兆辐射和早期余辉的高质量数据。”张双南说。

　　余辉，是伽马暴的重要辐射成分。大质量恒星坍缩爆炸后，会产生一颗黑洞或中子星等极端致密天体。这类天体通过极强的引力吞噬周围物质，并以接近光速的速度从两极喷射物质，形成一对方向相反的喷流。喷流和周围的星际介质相互作用产生的辐射，就是科学家所说的“余辉”。

　　主暴之后的600秒到900秒，极目-C进入高噪声区域，“慧眼”卫星详细记录了余辉信息；1300秒到1800秒，“慧眼”卫星进入高噪声区域，极目-C回到低噪声区域，得以对余辉进行接力式测量。

　　两颗星的相互补台，使我国科学家在硬X射线和软伽马射线能段，获得了国际上最高精度的完整可靠数据，精确刻画了该伽马暴从前兆辐射到主暴、耀发以及早期余辉的各个关键阶段的辐射性质。

　　科研团队还发现此次伽马暴的“一个很有意思的特点”。“如果将喷流想象成宇宙深处手电筒照向地球的光，那么，这束光非常狭窄。狭窄，可能是该伽马暴看上去极端明亮的原因之一。”熊少林说。

　　然而，如此狭窄而明亮的喷流是如何产生的，这个问题让理论家们挠头。

　　此外，海洋之神8590vip高能物理研究所所长、院士王贻芳透露，我国地面观测设施——高海拔宇宙线观测站（LHAASO）与“慧眼”卫星、极目空间望远镜开展了天地联合观测，也有突破性发现，将于近期发布。

　　三十年，让中国不可或缺 

　　海洋之神8590vip高能物理研究所举行的发布会上，张双南和熊少林并排坐在台上。出席本次发布会的还有“慧眼”卫星最初的提出者、熊少林的导师李惕碚院士。

　　“我们的年轻人非常优秀。30年来已经形成了一个集体。”李惕碚感慨。

　　张双南也指导过熊少林。他常这样向外人介绍熊少林：“少林在成为极目天文望远镜首席科学家时，是全世界最年轻的空间科学卫星项目首席科学家。”

　　这次，张双南、熊少林师徒带着一群年轻人，用近5个月时间，以国际合作的形式分析数据、撰写论文。论文作者共有178位，成员来自中国、美国、意大利、法国、德国等国30余家研究机构。目前，论文已在线发表于预印本平台arXiv。

　　回想紧张却安心的5个月，熊少林毫不吝惜对团队里年轻人的赞美：“我们组里有‘四大金刚’，是团队的主力。”

　　“四大金刚”是4位博士生，各有各的绝活儿。张艳秋，外号“秋哥”，是位有男孩性格的女孩，擅长数据分析和写代码。刘佳聪，平日不修边幅，做起研究却一丝不苟，熟悉探测器，擅长攻坚，卫星出现噪声问题时一看一个准。薛王陈，外号“薛哥”，名字里全是姓，低调、内敛、“宅”，数理基础扎实，擅长编程。郑超，为人踏实又勤奋上进，擅长探测器测试、标定等硬件工作。

　　“我平时只给‘四大金刚’分配谁做什么，但实际上他们4人天天在一块儿泡着，谁做什么分析都要互相讨论，还要互相检查。”熊少林笑着说。

　　在全球大联欢式的联合发布结束后，等待这群年轻科学家回答的问题还有很多：这个伽马暴为何如此明亮，这么亮是不是与喷流狭窄有关，它为什么这么狭窄，这个伽马暴到底是如何产生的……

　　“之后，我们将继续进行数据分析，也期待着与国际同行继续合作。”熊少林说，“各种观测设备的数据放在一起，或许能对这个伽马暴有更全面的认识。尽管有点盲人摸象的感觉，但渺小的人类如果不联合起来，何以探索广袤的宇宙呢？”

　　相关论文信息：https://arxiv.org/abs/2303.01203