2023年6月8日，LHAASO（拉索，高海拔宇宙线观测站）联合团队（中国科学院高能物理研究所查敏，黄勇，姚志国，南京大学王祥玉，郑见合及中国科学技术大学戴子高作为通讯作者）在Science 在线发表题为「A tera–electron volt afterglow from a narrow jet in an extremely bright gamma-ray burst」的研究论文，该研究报告了LHAASO的GRB 221009A的观测结果，它偶然出现在仪器的视野内。

在最初的3000秒内检测到超过64,000个>0.2 TeV的光子。TeV通量在GRB触发几分钟后开始，然后在大约10秒后上升到峰值。随后是一个衰减阶段，在峰值后650秒变得更快。该研究用半开口角~0.8°的相对论射流模型来解释发射。这与结构喷流的核心是一致的，可以解释伽马射线暴的高各向同性能量。

据了解，3位匿名审稿人在看到这一成果后，惊叹该成果是「突破性的」「非凡的」「杰出的」。为了让更多科学家早日看到数据和结果，Science 编辑决定，让文章「插队」出版。

伽马射线暴是在遥远的星系中观测到的爆炸，其特征是伽马射线的快速闪光，持续时间从几分之一秒到几百秒。长持续时间(大于2秒)的伽马射线暴的前身被认为是坍缩的大质量恒星，而短持续时间(小于2秒)的伽马射线暴是由两个致密天体合并产生的。GRB的发射包括两个阶段，即瞬发和余辉，两者在时间上可以部分重叠。瞬发辐射在快至毫秒的时间尺度上具有不规则的可变性，这被认为是由源内发生的内部冲击或其他耗散机制造成的。余辉发射更平滑，持续时间更长，通量衰减在时间上通常遵循幂律。

持久的余辉被认为是由外部冲击造成的，这是由相对论性喷流(由GRB产生)与距离源很远的环境介质之间的相互作用造成的。余辉辐射跨越了很宽的电磁波谱范围。同样的电子可以通过逆康普顿(IC)机制向上散射同步加速器光子，产生同步加速器自康普顿(SSC)发射成分，扩展到非常高能(VHE， >100 GeV)伽马射线。

在余辉衰减阶段，已经从一些GRB中探测到VHE辐射。然而，这些观测使用的是指向GRB位置的尖锐仪器，因此没有捕捉到快速发射和上升的余辉阶段。广泛的Air Shower Detectors具有更大的瞬时视场，观测占空比接近100%，并且不需要指向，因此可以潜在地观测到GRB和余辉的提示发生阶段。然而，试图用Air Shower Detectors观测伽马射线暴并没有产生任何结果。

LHAASOWCDA观测到的GRB 221009A计数率光曲线 | 图源：Science

该研究报告了LHAASO的GRB 221009A的观测结果，它偶然出现在仪器的视野内。在最初的3000秒内检测到超过64,000个>0.2 TeV的光子。TeV通量在GRB触发几分钟后开始，然后在大约10秒后上升到峰值。随后是一个衰减阶段，在峰值后650秒变得更快。该研究用半开口角~0.8°的相对论射流模型来解释发射。这与结构喷流的核心是一致的，可以解释伽马射线暴的高各向同性能量。

LHAASO背景资料：

LHAASO是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施，位于四川省稻城县海子山，平均海拔4410米，占地面积约1.36平方公里。LHAASO由三个阵列组成：5216个电磁粒子探测器与1188个缪子探测器联合构成的1平方公里的地面簇射粒子探测器阵列（KM2A）、3120个探测单元构成的78000平方米的水切伦科夫探测器阵列（WCDA）、18台望远镜构成的广角切伦科夫望远镜阵列（WFCTA），可以宽波段、多手段地测量来自于高能天体的伽马射线和宇宙线，开展天体物理等方面的研究。

本次观测成果主要由其中的水切伦科夫探测器阵列提供。该探测器利用36万吨的纯净水作为介质，通过水底放置的6240支不同尺寸的光敏探头，测量伽马射线或宇宙线在大气层中运动与作用过程的次级产物如低能伽马光子、正负电子等，它们会在在水中产生切伦科夫光信号。该阵列对伽马射线的观测能量范围跨域两个量级，在千亿电子伏特到十万亿电子伏特之间，且具有宽视场、全天候的特点，对伽马暴这样的突发天体现象的捕捉式观测具有突出的优势。

LHAASO于2015年12月31日获得国家发展和改革委员会批复立项，项目由中国科学院和四川省人民政府共建，由中国科学院成都分院与中国科学院高能物理研究所承建，建设周期4年。设施于2021年7月建成并全部投入运行，于2023年5月10日通过国家验收。设施的运行由中国科学院高能物理研究所承担。充分发挥中国科学院建制化研究的优势，依托设施开展观测与数据分析。采用通用的国际合作模式，实现设施平台与观测数据的开放共享。

目前，已有32个国内外天体物理研究机构成为LHAASO的国际合作组成员单位，成员约280人。中国科学院高能物理研究所曹臻研究员是LHAASO项目的首席科学家、LHAASO国际合作组发言人，组织与主持LHAASO的实验观测与各项科学研究工作。国际发布伽马暴GRB 221009A预警后，曹臻迅速组织多个团队开展了数据分析与理论解释工作，包括本篇论文主要作者组成的团队。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg9328

http://www.ihep.cas.cn/xwdt2022/rd/202306/t20230608_6775643.html

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