近日科學(xué)家們獲得了最好的視野觀察宇宙中極端的磁場(chǎng)是如何從最強(qiáng)大的爆炸中形成超快的氣流。這項(xiàng)最新研究追蹤了名為伽馬射線爆發(fā)的宇宙爆炸所產(chǎn)生的偏振光，并提供了前所未有的機(jī)會(huì)一瞥密集磁場(chǎng)如何塑造射線爆發(fā)。“伽馬射線爆發(fā)是宇宙里最極端的粒子加速器，”帶領(lǐng)這項(xiàng)研究的利物浦約翰摩爾斯大學(xué)星系天文學(xué)教授卡羅爾·蒙代爾（Carole Mundell）這樣說道。“它們是擁有一切極端特性的天體：極端的速度，極端的引力，極端的磁場(chǎng)。因?yàn)樗鼈兪菧y(cè)試物理學(xué)定律的最終實(shí)驗(yàn)室。”
據(jù)稱伽馬射線爆發(fā)形成于巨大恒星的生命末期，恒星的天體會(huì)自我坍塌并創(chuàng)造黑洞。當(dāng)這一切發(fā)生時(shí)，環(huán)繞黑洞的物質(zhì)將釋放伽馬射線氣流和高能粒子流，兩股氣流將朝遠(yuǎn)離黑洞的相反方向運(yùn)行。單一的伽馬射線爆發(fā)可能會(huì)在數(shù)分鐘內(nèi)輻射大量能量，后者可能比恒星在整個(gè)生命周期輻射的能量都要多。
宇宙爆炸的神秘起源
科學(xué)家仍然不理解為什么環(huán)繞黑洞的例子能夠產(chǎn)生如此密集的光爆發(fā)和粒子爆發(fā)。其中一項(xiàng)理論表明規(guī)則的磁場(chǎng)會(huì)加速環(huán)繞黑洞的粒子，導(dǎo)致它們輻射出光（也就是所謂的同步輻射）。隨著黑洞快
收縮，粒子和磁場(chǎng)也必須同步收縮，從而導(dǎo)致粒子加速的更快。這一理論表明正是這加速過程的快速撞擊，結(jié)合粒子本身儲(chǔ)存的能量，產(chǎn)生了兩股巨大的伽馬射線和粒子流。
如果伽馬射線爆發(fā)里的能量至少部分是源于同步輻射，那么科學(xué)家們預(yù)計(jì)將能夠在這場(chǎng)暴力事件的余光里觀察到磁場(chǎng)的印記。
這張演示圖展示了利用利物浦望遠(yuǎn)鏡和它的RINGO2設(shè)備對(duì)伽馬射線爆發(fā)GRB120308A余光里的偏振光的測(cè)量，結(jié)果暗示著大規(guī)模穩(wěn)定黑洞的存在與年輕黑洞有關(guān)。
新望遠(yuǎn)鏡工具的磁場(chǎng)
蒙代爾和她的同事設(shè)計(jì)了一個(gè)名為RINGO2的儀器用于測(cè)量伽馬射線爆發(fā)的副產(chǎn)品——可見光的偏振（極化）。利物浦光學(xué)望遠(yuǎn)鏡上的RINGO2觀察了伽馬射線長(zhǎng)達(dá)2年。2012年3月8日，美國(guó)宇航局雨燕衛(wèi)星——主要是追蹤伽馬射線爆發(fā)——警告利物浦望遠(yuǎn)鏡一場(chǎng)名為GRB120308A的宇宙爆炸正在發(fā)生。接下來的研究發(fā)現(xiàn)GRB120308A早期釋放的可見光大約28%極化了，并隨著時(shí)間的推移減少了10%的極化。
“如果利用可見光觀測(cè)并將其與塵埃分離，你可以看見這些光發(fā)生了少數(shù)極化，” 蒙代爾說道。“產(chǎn)生這種高度極化的唯一方法便是擁有大規(guī)模的有序磁場(chǎng)，后者會(huì)產(chǎn)生同步輻射，電子環(huán)繞磁場(chǎng)運(yùn)行。” 蒙代爾表示這些光的極化隨著時(shí)間的流逝逐漸減少演示了這些光自創(chuàng)造起就已經(jīng)極化了，且隨著光穿越太空正逐漸失去自己的極化?；谶@個(gè)原因，RINGO2必須在伽馬射線爆發(fā)開始就立即密切關(guān)注可見光從而有效的觀察到它的極化。
在未來，需要更多對(duì)伽馬射線爆發(fā)里的偏振光的觀察以證實(shí)這一發(fā)現(xiàn)，研究人員這樣表示。RINGO2已經(jīng)在利弗莫爾望遠(yuǎn)鏡上運(yùn)行了2年并收集了多次伽馬射線爆發(fā)的數(shù)據(jù)。“我們目前正在撰寫一篇有關(guān)其它伽馬射線爆發(fā)的文章，” 蒙代爾說道。“很明顯，我們想要研究更多伽馬射線爆發(fā)以證明這是一個(gè)普遍的現(xiàn)象，而非只限于特殊的天體。無論從哪個(gè)角度看（GRB120308A）都不特殊，我們有理由證明它是個(gè)典型現(xiàn)象。”
