2026-07-17

由亚利桑那大学和犹他大学的科学家们领导的一个研究小组,借助美国国家科学基金会甚大阵列(NSF VLA)射电望远镜,首次在伽马射线暴中观测到了法拉第旋转现象。这种效应是指磁场导致光在传播过程中发生偏振。通过这一发现,研究人员得以了解伽马射线暴的磁性环境与光线产生之间的相互作用,并为深入研究驱动这些宇宙剧烈爆发的极端物理过程提供了新的途径。相关研究成果已递交《天体物理学杂志快报》。

伽马射线暴是宇宙中最强大的爆发事件,它们能在极短的时间内释放出相当于太阳在其整个生命周期内所释放总能量的能量。科学界普遍认为,伽马射线暴会产生接近光速的狭窄粒子喷流,这些喷流随后会形成持续数月的无线电“余晖”。尽管经过了数十年的深入研究,但与这些喷流及其周围环境相关的磁场一直难以精确测量。

本次研究聚焦的伽马射线暴事件编号为GRB 260310A。从宇宙尺度来看,该事件距离地球相对较近,并且其“余晖”非常明亮,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望远镜对准了这场正在逐渐减弱的爆炸,结果观测到了无线电波的偏振现象,即光波的振荡方向发生了一致的改变,如同被某种力量扭转。

此次观测到的偏振信号随波长的变化特征,正是法拉第旋转的标志。这一现象在伽马射线暴中是首次被探测到,它如同一个独特的磁性“指纹”,能够精确地记录下光线在传播路径上所经历的磁场强度和结构。这是因为带电粒子组成的等离子体也会导致无线电波的偏振角发生旋转,且旋转速度与波长之间存在特定关系,旋转得越快,表明光线穿过的磁场强度越大。

分析数据表明,沿着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要高出数千倍。如此强大的磁场,指向了与恒星周围异常浓密的磁化气体云有关,这很可能是导致GRB 260310A爆发的那颗恒星所遗留下来的环境痕迹。

在此之前,科学家们在搜寻伽马射线暴偏振信号时,主要依赖于短波段的观测设备,并且需要在“余晖”完全消失之前迅速完成观测。而现在,借助NSF VLA望远镜,研究团队能够观测厘米波段,从而首次成功测量到了伽马射线暴中的法拉第旋转。