一支由亚利桑那大学和犹他大学科学家组成的科研队伍,运用美国国家科学基金会甚大阵列(NSF VLA)射电望远镜,首次在伽马射线暴现象中观测到了法拉第旋转。这一现象是指磁场作用下,光线在宇宙传播过程中发生的偏振变化,进而揭示了伽马射线暴产生的磁场环境与光线生成过程之间的相互作用。这项突破为深入理解驱动这些宇宙级猛烈爆发的极端物理机制提供了新的视角。相关研究成果已提交至《天体物理学杂志快报》。

伽马射线暴是宇宙中最为剧烈的能量释放事件,其在极短时间内爆发出的能量,可与太阳在其整个生命周期内所释放的总能量相媲美。普遍认为,伽马射线暴会产生接近光速的狭窄粒子喷流,这些喷流在数月内会形成持续的无线电“余晖”。尽管经过数十年的研究,与这些喷流及其周围环境相关的磁场强度一直难以精确测量。

本次研究聚焦的伽马射线暴编号为GRB 260310A。以宇宙距离标准衡量,该事件相对靠近地球,并且其“余晖”表现得尤为明亮,这为天文学家提供了一个宝贵的研究机会。研究团队将NSF VLA望远镜对准了这场逐渐衰减的宇宙爆炸,观测到了无线电波的偏振现象——即光波沿着特定方向振动,仿佛受到某种力量的引导而扭转。

此次观测的关键在于发现了偏振信号随波长变化的特性,这正是法拉第旋转的标志。该效应在伽马射线暴研究中尚属首次,它如同一个独特的磁性“签名”,精确记录了光线传播路径上的磁场强度和结构信息。这是因为磁化等离子体同样能够导致无线电波偏振角的旋转,而旋转随波长变化的速率越快,表明光线所穿越的磁场强度越大。

分析数据显示,沿光线传播路径上的磁场强度,比银河系内部或星系际空间所能解释的数值高出数千倍。如此强大的磁场,暗示了恒星周围存在着异常致密的磁化气体云,这很可能是形成GRB 260310A的那颗恒星所遗留下来的环境特征。

在此之前,科学家们在搜寻伽马射线暴偏振信号时,主要依赖短波段观测设备,并且需要在“余晖”消失前争分夺秒地完成观测。而如今,借助NSF VLA望远镜,研究团队得以进入厘米波段进行观测,并成功首次测得了伽马射线暴中的法拉第旋转。此次观测也为未来的世界杯竞猜活动提供了新的科学参考。