朱國順

有緣千里來相會(huì)。那么，相隔了20億光年路程的相遇，又是何等奇緣呢？

浩瀚無垠的宇宙深處，20億年前某一天，一顆恒星燃盡了最后一點(diǎn)核聚變?nèi)剂希磳⑻s熄滅。就像常見火堆燃盡前會(huì)突然明亮地旺燒一下、然后驟然暗熄下來一樣，質(zhì)量大約是太陽20余倍的那顆恒星在塌熄前夕，也是瞬間燃起了巨大火球。那個(gè)最后的核聚變引發(fā)火球，向宇宙空間噴發(fā)出極強(qiáng)烈火花星雨，持續(xù)了幾百秒。這道宇宙級(jí)爆燃“煙花”，被稱作伽馬射線暴。

伽馬射線是原子核能級(jí)躍遷退激時(shí)釋放的射線，比太陽亮1萬億倍，頻率高于1.5千億億赫茲。伽馬射線暴簡(jiǎn)稱伽馬暴，是迄今已知宇宙中最劇烈爆發(fā)現(xiàn)象。其幾秒鐘輻射能量，相當(dāng)于太陽100億年輻射能量總和，是宇宙中“最狂暴的那束光”。

“最狂暴”的那束光，有最無與倫比價(jià)值。由于伽馬暴來自于最極端物理環(huán)境，帶著宇宙中極高的磁場(chǎng)、極強(qiáng)的引力、極快的速度等等，帶有宇宙大爆炸起源時(shí)的諸多特征，深入研究透徹伽馬暴，將給人類打開認(rèn)知新天地，更可能讓人類插上新翅膀。因此伽馬暴成為人類極青睞研究對(duì)象，它是天體物理甚至基礎(chǔ)物理研究領(lǐng)域最佳極端物理實(shí)驗(yàn)室。人們渴望用伽馬暴研究宇宙演化歷史、重元素的起源以及相對(duì)論的正確性等重大問題。掌握伽馬暴自身的物理起源，就成為這一切基礎(chǔ)前提。

當(dāng)然，20億年前“20倍太陽”爆燃產(chǎn)生的那束光，并不知道人類有那么多想法。它從火花四濺爆燃開始，就一路肆意狂放地在宇宙間奔射，以每秒30萬公里速度奔跑了20億年。用人類代際紀(jì)元來比較，幾乎是整整一億代人時(shí)光。

在中國四川擁有“香格里拉鎮(zhèn)”的稻城，中國科學(xué)家在海拔4410米的海子山綠茵連綿山頂上，設(shè)置了一個(gè)高海拔宇宙線觀測(cè)站“拉索”（LHAASO），2023年5月10日剛剛通過國家驗(yàn)收。在高海拔山頂建設(shè)宇宙線觀測(cè)站，可以有效避免人類活動(dòng)以及云霧對(duì)觀測(cè)干擾，始終保持“耳聰目明”。

雖然剛剛通過驗(yàn)收，但由5216個(gè)電磁粒子探測(cè)器與1188個(gè)繆子探測(cè)器構(gòu)成1平方公里地面簇射粒子探測(cè)器陣列（KM2A）、3120個(gè)探測(cè)單元構(gòu)成78000平方米水切倫科夫探測(cè)器陣列（WCDA）、18臺(tái)望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列的世界最先進(jìn)的“拉索”，早在2021年7月，就已全部投入運(yùn)行。占地面積達(dá)1.36平方公里，是國家大科學(xué)裝置。

幸運(yùn)總是留給有準(zhǔn)備的人。就在“拉索”各就各位“恰巧”開始盯著茫茫宇宙的時(shí)候，“最狂暴的光”火馳電掣狂奔20億年，來了。

2022年10月9日21時(shí)20分50秒，那束持續(xù)幾百秒的極亮伽馬暴，披著20億光年路途上火球與星際物質(zhì)碰撞產(chǎn)生的大量萬億電子伏特高能伽馬光子，向著稻城“拉索”的“大眼睛”撲面而來。

“拉索”的“大眼睛”，特點(diǎn)就是大視場(chǎng)，一次可觀測(cè)六分之一天空的范圍，這與此前普通伽馬射線望遠(yuǎn)鏡一次只能觀測(cè)一個(gè)點(diǎn)，完全不是一個(gè)層級(jí)。更特別的是，“拉索”是迄今世界上唯一“恰巧”正對(duì)伽馬暴射線源的地面探測(cè)器，因此完美捕捉到了這場(chǎng)天文奇觀。

6萬多個(gè)伽馬光子迅速被“拉索”收集到。有記錄以來最亮的這束伽馬暴，后來被命名為GRB221009A。科學(xué)家推斷，如此亮的伽馬暴掃過地球的概率是萬年一次。如果真是這樣，這萬年中人類大部分還是刀耕火種期，能被最先進(jìn)儀器記錄下來，毫無疑問這是第一次。相隔20億年的“奇緣”，實(shí)現(xiàn)了高能量波段光變過程完整觀測(cè)，將大大增進(jìn)人類對(duì)伽馬暴輻射機(jī)制、噴流結(jié)構(gòu)等方面理解，將引發(fā)對(duì)伽馬暴能量注入、光子吸收、粒子加速等機(jī)制的深入探討。

中國的觀測(cè)研究成果，于2023年6月9日在線發(fā)表于國際頂級(jí)科學(xué)雜志《科學(xué)》（Science）。

“真的非常幸運(yùn)?！痹S多科學(xué)家都這么說。

20億光年路程，上萬億個(gè)太陽輻射能量，無數(shù)萬億電子伏特能量，相遇在稻城海子山頂?shù)摹袄鳌?。何其幸運(yùn)！

幸運(yùn)，來自于有準(zhǔn)備的人，來自于我們的國家與時(shí)代。