测量伽马射线暴的隐藏能量揭示了宇宙演化的线索
艺术家对伽马射线暴GRB191221B的印象（左）和用法光和偏振光观察到的GRB191221B的图像（右下插图）。观察到爆炸转化为光的能量（余辉），但对偏振光的观察可以准确估计爆炸能量。图片来源：©浦田等/黄玉信/MITOS科学株式会社伽马射线暴是宇宙中最明亮的爆炸，使占星学家能够在短时间内观察到强烈的伽马射线。伽马射线暴分为短或长，长伽马射线暴是大质量恒星消亡的结果。它们提供了关于宇宙演化的隐藏线索。
伽马射线暴发射伽马射线以及无线电波、光学灯和 X 射线。当爆炸能量到发射能量的转换（即转换效率）较高时，只需将所有发射的能量相加即可计算出总爆炸能量。但是当转换效率低或未知时，仅测量发射的能量是不够的。
现在，一组天体物理学家通过使用光偏振成功地测量了伽马射线暴的隐藏能量。该团队由台湾国立中央大学和MITOS科学有限公司的Yuji Urata博士以及东北大学交叉科学前沿研究所（FRIS）的Kenji Toma教授领导。
他们的研究结果详情于2022年12月8日发表在《自然天文学》杂志上。
当电磁波被极化时，这意味着该波的振荡向一个方向流动。虽然从恒星发出的光不是偏振的，但光的反射是偏振的。许多日常用品，如太阳镜和遮光罩，都利用偏振来阻挡沿均匀方向行进的光线的眩光。
测量偏振度称为偏振法。在天体物理学观测中，测量天体的偏振测量并不像测量其亮度那么容易。但它提供了有关物体物理状况的宝贵信息。
该团队研究了2019年12月21日发生的伽马射线暴（GRB191221B）。使用欧洲南方天文台的甚大望远镜和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 - 一些世界上最先进的光学和射电望远镜 - 他们计算了GRB191221B快速衰落发射的偏振测量。然后，他们成功地同时测量了光学和无线电偏振，发现无线电偏振度明显低于光学偏振度。
“两种波长偏振的差异揭示了伽马射线暴发射区域的详细物理条件，”Toma说。“特别是，它使我们能够测量以前无法测量的隐藏能量。
在考虑隐藏能量时，研究小组发现总能量比之前的估计大约3.5倍。
由于爆炸能量代表前身恒星的引力能量，能够测量这个数字对于确定恒星的质量具有重要意义。
“了解前身恒星真实质量的测量将有助于理解宇宙的演化历史，”Toma补充道。“如果我们能够探测到它们的长伽马射线暴，就可以发现宇宙中的第一批恒星。
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