地面广角摄像机阵列可检测伽马射线暴的即时光发射

由中国科学院国家天文台天基多波段天文变星体监测仪(SVOM)研究团队辛丽萍博士领导的研究人员，利用位于NAOC兴隆天文台的地面广角相机阵列(GWAC)，探测到伽马射线暴的快速光发射及其向早期余辉的过渡(GRB 201223A)。该研究于10月<>日发表在《自然天文学》上。

伽马射线暴(GRBs)是由大质量恒星的坍缩或双中子星合并产生的。它们伴随着极端相对论性喷流，在爆发后的几秒钟内释放出巨大的能量。这种现象包括射流中的冲击引起的快速发射以及射流与外部介质相互作用产生的余辉。

典型的高能发射仅持续几毫秒到几十秒，当地面光学望远镜收到天基高能仪器触发的警报时，很难实时跟进。到目前为止，在快速高能发射结束之前，只检测到少数光学发射病例。这些伽马射线暴具有更长的高能量发射持续时间(>30秒)。此外，所有这些测量都受到反向冲击的污染，因此很难清楚地审查从快速发射到余辉的转变。

由SVOM任务首席研究员魏建燕教授提出并领导的GWAC是SVOM项目的关键地面望远镜之一。它可以覆盖超大的天空区域，时间分辨率为15秒，探测能力为16星等。其科学目的是对SVOM任务发现的伽马射线暴的快速光发射进行系统研究。

在这项研究中，GWAC记录了整个过程——在突发触发时间之前、期间和之后。高能发射的持续时间为29秒。同时检测到光学和伽马射线发射的出现。

“如果只分析伽马射线发射，即时光发射比预期的要亮大约四个数量级，这需要对这些测量进行特殊的物理解释，”辛博士说。

根据NAOC和广西大学联合运行的光学望远镜F60A的后续观测的联合分析，显然实现了从快速光发射到余辉的完全过渡，没有任何反向冲击的污染。

GWAC提供的极早期独特数据对祖体的特征进行了很好的约束。科学家们预计一颗大质量恒星周围会有强烈的恒星风，这被认为是伽马射线暴的理想前身。然而，对于这一事件来说，恒星风非常小，即使距离爆发非常近，因此表明前身的质量很小。

SVOM发射后，GWAC和SVOM天基仪器同时观测将有可能为GRB研究提供基本数据，最终将在SVOM任务期间建立一个具有快速光学观测的大样本。