滚石不生苔
而南极半岛周围的泥炭堆讲述了一个正在转型的地区的故事
图1
照片来源：于自成（音译）
科学家大卫·贝尔曼在乌克兰维尔纳德斯基站附近使用永久冻土芯取样器对一处苔藓泥炭堆取泥炭芯。研究人员利用从泥炭堆收集的数据来了解南极半岛周围过去和现在的气候变化。
作者：彼得·雷杰切克，《南极太阳》编辑
2014年7月3日发布
对于研究南极半岛西海岸外岛屿上形成泥炭的苔藓的研究人员来说，“另一边的草总是更绿”这句话有着更加写实的意义。
今年早些时候，宾夕法尼亚州利哈伊大学教授于自成带领一个小团队前往该地区，对一些报道进行调查。报道称，覆盖在一些这些岛屿岩石斜坡上的苔藓泥炭堆的颜色近年来已经转变成了深绿色。
研究人员不仅发现了苔藓物种组成可能随着当前气候变暖变湿而发生变化的迹象，而且他们还发现了距今近一千年在回到较冷气候之前的另一个较高气温时期这些植物可能茁壮成长的证据。
“我们正在观察形成泥炭的苔藓如何对变暖的气候做出反应，”于说，他解释了今年2月和3月他的团队在美国南极计划帕尔默站和乌克兰维尔纳德斯基站附近进行的野外工作。
图2
照片来源：于自成
科学家大卫·贝尔曼和朱丽叶·鲁伊赛安装了一个LiCOR系统来测量加林德兹岛上的生态系统碳通量和环境条件，以了解泥炭积累过程的控制。
图3
照片来源：于自成
利奇菲尔德岛上柔软、细嫩和郁郁葱葱的绿色苔藓针叶离齿藓（Chorisodontium aciphyllum）。
超过99%的南极洲被冰层覆盖，因此几乎没有植物生长的不动产。事实上，只有两种开花植物--南极发草(Deschampsia antarctica)和南极漆姑草(Colobanthus quitensis)。
这些植被的大多数（发现于南极半岛西部外更北面的岛屿上）由数百种所谓的低等植物群组成，如苔藓、地衣和真菌。而且，实际上只有两种主要的形成泥炭的苔藓（与腐烂有机物质沉积层有关的苔藓）--直叶金发藓（Polytrichum strictum）和针叶离齿藓。
前者是一种呈淡黄色的草皮苔藓，适合干燥的环境，而后者则是湿漉漉的亮绿色。于说，他的团队正在调查一种假设，即沿南极半岛的条件有利于更加潮湿物种而不是较干燥物种，可能是由于夏季苔藓生长期间降水增加或融雪季节更长。
南极半岛是地球上变暖最快的地区之一。自20世纪50年代以来，平均气温每十年上升约0.5摄氏度。冬季海冰的持续时间每年平均缩短三个月。科学家们报告说，在特别温暖的季节里，企鹅蛋会被融雪淹没。
于和他的同事们（包括夏威夷大学的联合首席研究员大卫·贝尔曼）正在利用苔藓泥炭堆本身通过从这些生长缓慢的植物中钻取泥炭芯来更多了解过去一千年来该地区气候的变化。
该团队使用的这种古气候重建依赖于比较氧和氢稳定同位素的比例，这依赖于当时的环境条件而变化。放射性碳测年技术被用来为在这些泥炭芯中找到的植物材料提供年龄。
按照于的说法，从同位素分析中收集的信息不仅可以包括气温变化的记载，还可以包括大气环流和海洋条件变化的记载。
这些研究人员对大约800年前出现的一段被称为中世纪暖期或者说中世纪气候异常期的时期特别感兴趣，当时的气温与今天相当，然后所谓的小冰期在接下来的几个世纪里使地球降温。
图4
照片来源：于自成
黑色掩埋苔藓实际上是完整的苔藓泥炭堆生态系统，最近在加林德兹岛上的冰层和常年积雪消融后重新暴露了出来。
对来自泥炭芯植物材料的检查还可以提供几个世纪以来物种组成和生长速度变化的数据。
这些研究人员采集的一些最有趣的形成泥炭的苔藓样本不是来自活的植物，而是来自直到最近一直冰川掩埋的苔藓。据于说，冰层的消融出现了可能只暴露了一两天的样本。
“我们在冰层边缘附近[被掩埋的苔藓上]进行了一些非常有趣的观察，”他说。“它看起来还很新鲜，呈棕色，然后氧化后立即变成黑色。”
近几个月来，高纬度苔藓的顽强性一直具有新闻价值。去年年底，一个加拿大研究人员团队发现，在埃尔斯米尔岛上，随着冰层在那里消融，似乎出现了苔藓的再生。这些植物材料被追溯到大约400年前的小冰期。
新近，由英国南极局领导的一组科学家发表了一篇论文，认为南极苔藓在深度冻结中生活了1500年后，基本上可以恢复生机。
当然，于和他的同事们感兴趣了解的不仅仅是过去，还有南极半岛未来可能发生的变化。
图5
照片来源：于自成
在拉斯穆森小屋附近大陆南极半岛上的泥炭地(中左两个盆地)和苔藓泥炭堆(前景)。
而且有迹象表明，未来可能已经到来。
“在野外，我们观察到一些如同泥炭地的生态系统，”于说。泥炭地是一种通常与高地下水位相关的湿地。例如，泥炭沼是一种潮湿且松软的泥炭地。泥炭地也是碳的主要存储地。
在维尔纳德斯基所在的加林德兹岛和附近的大陆南极半岛上发现的疑似泥炭地，可能是全面的生态系统变化的结果，也可能代表在小冰期被掩埋受到侵蚀的老泥炭堆再生的早期阶段。
“不论发生何种情况，这种生态系统的变化都很可能是对最近气候变暖的反应，”于说。“新的生态系统类型迟早会形成。即使不是现在，随着气候的持续变暖，未来也会发生这种情况。它现在可能正在发生。”
（鞘嘴鸥译自美国《南极太阳》：https://t.cn/A6pgkotE，顺致感谢该网站和作者。）
而南极半岛周围的泥炭堆讲述了一个正在转型的地区的故事
图1
照片来源：于自成（音译）
科学家大卫·贝尔曼在乌克兰维尔纳德斯基站附近使用永久冻土芯取样器对一处苔藓泥炭堆取泥炭芯。研究人员利用从泥炭堆收集的数据来了解南极半岛周围过去和现在的气候变化。
作者：彼得·雷杰切克，《南极太阳》编辑
2014年7月3日发布
对于研究南极半岛西海岸外岛屿上形成泥炭的苔藓的研究人员来说，“另一边的草总是更绿”这句话有着更加写实的意义。
今年早些时候，宾夕法尼亚州利哈伊大学教授于自成带领一个小团队前往该地区，对一些报道进行调查。报道称，覆盖在一些这些岛屿岩石斜坡上的苔藓泥炭堆的颜色近年来已经转变成了深绿色。
研究人员不仅发现了苔藓物种组成可能随着当前气候变暖变湿而发生变化的迹象，而且他们还发现了距今近一千年在回到较冷气候之前的另一个较高气温时期这些植物可能茁壮成长的证据。
“我们正在观察形成泥炭的苔藓如何对变暖的气候做出反应，”于说，他解释了今年2月和3月他的团队在美国南极计划帕尔默站和乌克兰维尔纳德斯基站附近进行的野外工作。
图2
照片来源：于自成
科学家大卫·贝尔曼和朱丽叶·鲁伊赛安装了一个LiCOR系统来测量加林德兹岛上的生态系统碳通量和环境条件，以了解泥炭积累过程的控制。
图3
照片来源：于自成
利奇菲尔德岛上柔软、细嫩和郁郁葱葱的绿色苔藓针叶离齿藓（Chorisodontium aciphyllum）。
超过99%的南极洲被冰层覆盖，因此几乎没有植物生长的不动产。事实上，只有两种开花植物--南极发草(Deschampsia antarctica)和南极漆姑草(Colobanthus quitensis)。
这些植被的大多数（发现于南极半岛西部外更北面的岛屿上）由数百种所谓的低等植物群组成，如苔藓、地衣和真菌。而且，实际上只有两种主要的形成泥炭的苔藓（与腐烂有机物质沉积层有关的苔藓）--直叶金发藓（Polytrichum strictum）和针叶离齿藓。
前者是一种呈淡黄色的草皮苔藓，适合干燥的环境，而后者则是湿漉漉的亮绿色。于说，他的团队正在调查一种假设，即沿南极半岛的条件有利于更加潮湿物种而不是较干燥物种，可能是由于夏季苔藓生长期间降水增加或融雪季节更长。
南极半岛是地球上变暖最快的地区之一。自20世纪50年代以来，平均气温每十年上升约0.5摄氏度。冬季海冰的持续时间每年平均缩短三个月。科学家们报告说，在特别温暖的季节里，企鹅蛋会被融雪淹没。
于和他的同事们（包括夏威夷大学的联合首席研究员大卫·贝尔曼）正在利用苔藓泥炭堆本身通过从这些生长缓慢的植物中钻取泥炭芯来更多了解过去一千年来该地区气候的变化。
该团队使用的这种古气候重建依赖于比较氧和氢稳定同位素的比例，这依赖于当时的环境条件而变化。放射性碳测年技术被用来为在这些泥炭芯中找到的植物材料提供年龄。
按照于的说法，从同位素分析中收集的信息不仅可以包括气温变化的记载，还可以包括大气环流和海洋条件变化的记载。
这些研究人员对大约800年前出现的一段被称为中世纪暖期或者说中世纪气候异常期的时期特别感兴趣，当时的气温与今天相当，然后所谓的小冰期在接下来的几个世纪里使地球降温。
图4
照片来源：于自成
黑色掩埋苔藓实际上是完整的苔藓泥炭堆生态系统，最近在加林德兹岛上的冰层和常年积雪消融后重新暴露了出来。
对来自泥炭芯植物材料的检查还可以提供几个世纪以来物种组成和生长速度变化的数据。
这些研究人员采集的一些最有趣的形成泥炭的苔藓样本不是来自活的植物，而是来自直到最近一直冰川掩埋的苔藓。据于说，冰层的消融出现了可能只暴露了一两天的样本。
“我们在冰层边缘附近[被掩埋的苔藓上]进行了一些非常有趣的观察，”他说。“它看起来还很新鲜，呈棕色，然后氧化后立即变成黑色。”
近几个月来，高纬度苔藓的顽强性一直具有新闻价值。去年年底，一个加拿大研究人员团队发现，在埃尔斯米尔岛上，随着冰层在那里消融，似乎出现了苔藓的再生。这些植物材料被追溯到大约400年前的小冰期。
新近，由英国南极局领导的一组科学家发表了一篇论文，认为南极苔藓在深度冻结中生活了1500年后，基本上可以恢复生机。
当然，于和他的同事们感兴趣了解的不仅仅是过去，还有南极半岛未来可能发生的变化。
图5
照片来源：于自成
在拉斯穆森小屋附近大陆南极半岛上的泥炭地(中左两个盆地)和苔藓泥炭堆(前景)。
而且有迹象表明，未来可能已经到来。
“在野外，我们观察到一些如同泥炭地的生态系统，”于说。泥炭地是一种通常与高地下水位相关的湿地。例如，泥炭沼是一种潮湿且松软的泥炭地。泥炭地也是碳的主要存储地。
在维尔纳德斯基所在的加林德兹岛和附近的大陆南极半岛上发现的疑似泥炭地，可能是全面的生态系统变化的结果，也可能代表在小冰期被掩埋受到侵蚀的老泥炭堆再生的早期阶段。
“不论发生何种情况，这种生态系统的变化都很可能是对最近气候变暖的反应，”于说。“新的生态系统类型迟早会形成。即使不是现在，随着气候的持续变暖，未来也会发生这种情况。它现在可能正在发生。”
（鞘嘴鸥译自美国《南极太阳》：https://t.cn/A6pgkotE，顺致感谢该网站和作者。）
自乌克兰2023攻势的初始地面战斗阶段开始以来已经近三周了。 竞选活动的状况如何？
在本周接受 BBC 采访时，泽连斯基总统描述了乌克兰 2023 年攻势的进展如何“比预期慢”。然后他描述了“有些人认为这是一部好莱坞电影，并期待现在的结果。 它不是。”
这一声明承认军事行动非常难以计划和组织，而且随着时间和空间的推移，执行起来要复杂得多。 乌克兰人正在与俄罗斯人构建的纵深防御政权进行战斗（稍后会详细介绍）。
这些攻势之所以“缓慢”，部分原因是外国军事援助的承诺和到 2022 年底到来的速度缓慢。由于西方装备的个人和集体训练需求，这场攻势不太可能更早开始。
停止 2023 年俄罗斯进攻年的要求将使这次进攻的时机变得复杂。 乌克兰人仍然需要保卫自己的大片土地，抵御俄罗斯在多个轴心上的进攻。 他们成功了，但消耗了时间和资源。
现在乌克兰人正处于进攻的初始阶段。 但这从俄罗斯和乌克兰的角度来看意味着什么呢？
值得研究苏联和俄罗斯的军事学说，以了解这些防御是如何布置的。 每支军队都有某种形式的条令，为如何设计、构建和执行防御性机动方案提供指导。
防御计划有一个安全区，纵深延伸数十公里。 这将使防御部队的密度较低，其任务是收集前进部队的信息，对他们施加消耗，并迫使他们拖延。
在此期间，更远距离的火力也可能被用来对付前进敌人的高价值目标，包括工兵突破资产、指挥部和炮兵。
安全区后方将是主要防御阵地。 这些梯队通常由至少两个梯队组成，具体取决于敌人使用该推进轴线的可能性。
在这些主要防御阵地后面部署的是各种炮兵部队，这些炮兵部队将预先登记在预期的敌方主要路线和集结区域。 主要防御阵地的背后将是高级指挥官组建的不同后备部队。
这些防御布局的理论规定已经出现了几十年。 它们是历史战斗中惨痛教训的产物。 它们提供了开发防御并了解其资源需求的标准化方法。
苏联、俄罗斯和其他军队的这些理论方法允许在防御性机动计划中使用经验不足的部队。 因此，考虑到俄罗斯新近动员的大量军队，这些条令布局对俄罗斯有帮助。
最后，这些防御工事并不是均匀地分布在整个前线。 在某些地区，地形阻碍了这种接近。 但是，它们最密集的地方是俄罗斯人了解乌克兰最有可能进攻的目标的地方。
未来几周有趣的事情将是，俄罗斯对乌克兰最有可能和最危险（对俄罗斯）的行动方针的评价是否与乌克兰的实际竞选计划相符。
乌克兰2023年进攻战役的设计似乎采用了广泛的战线方法。 有几个原因可以解释为什么这是他们采取的最合乎逻辑的策略。
它在俄罗斯指挥官的心中产生了不确定性。 他们并不真正知道乌克兰地面进攻的主要力量将落在哪里。 它为乌克兰人提供了更好的行动安全。 它还可以实现多种欺骗操作。
广泛开展业务可以让我们有更多的能力来应对出现的机遇。 如果一支部队过于集中，不仅在现代战场上更容易受到攻击，而且在整个前线适应和利用敌人错误的能力也较差。
将乌克兰大部分地面部队集中在一个地区（尽管以区域为重点的领土防御部队做出了出色的贡献）可能会使乌克兰面临俄罗斯的战术和作战压力，以夺取更多领土。
格拉西莫夫回应道。 在最近一篇文章中，回顾了格拉西莫夫将军应对乌克兰 2023 年进攻的可用选项，我将他的其中一个选项描述如下……
“格拉西莫夫的下一个变体是选项1，但如果乌克兰的弱点开放，其进攻性打击有限。这是一个更复杂的选择，因为他需要从他已经被削弱的部队中集结战斗和支援部队来实施进攻行动。”
看来俄罗斯人并没有在整个前线被动地坐以待毙，而是选择了这个选项。 俄罗斯人对顿涅茨克、阿夫季夫卡、巴赫穆特和西维尔斯基顿涅茨轴线发动了攻击。
俄罗斯的这些袭击也可能意味着格拉西莫夫担心乌克兰人在南部战线发展势头并夺取足够的领土，使克里米亚面临危险。 他将不顾一切地吸引更多乌克兰军队到东部进行消耗战。
俄罗斯人能在东部承受这些袭击多久还值得怀疑。 鉴于乌克兰目前的攻势准备工作，俄罗斯在东部的攻击很可能会在乌克兰 2023 年的攻势之前达到高潮。
在本周接受 BBC 采访时，泽连斯基总统描述了乌克兰 2023 年攻势的进展如何“比预期慢”。然后他描述了“有些人认为这是一部好莱坞电影，并期待现在的结果。 它不是。”
这一声明承认军事行动非常难以计划和组织，而且随着时间和空间的推移，执行起来要复杂得多。 乌克兰人正在与俄罗斯人构建的纵深防御政权进行战斗（稍后会详细介绍）。
这些攻势之所以“缓慢”，部分原因是外国军事援助的承诺和到 2022 年底到来的速度缓慢。由于西方装备的个人和集体训练需求，这场攻势不太可能更早开始。
停止 2023 年俄罗斯进攻年的要求将使这次进攻的时机变得复杂。 乌克兰人仍然需要保卫自己的大片土地，抵御俄罗斯在多个轴心上的进攻。 他们成功了，但消耗了时间和资源。
现在乌克兰人正处于进攻的初始阶段。 但这从俄罗斯和乌克兰的角度来看意味着什么呢？
值得研究苏联和俄罗斯的军事学说，以了解这些防御是如何布置的。 每支军队都有某种形式的条令，为如何设计、构建和执行防御性机动方案提供指导。
防御计划有一个安全区，纵深延伸数十公里。 这将使防御部队的密度较低，其任务是收集前进部队的信息，对他们施加消耗，并迫使他们拖延。
在此期间，更远距离的火力也可能被用来对付前进敌人的高价值目标，包括工兵突破资产、指挥部和炮兵。
安全区后方将是主要防御阵地。 这些梯队通常由至少两个梯队组成，具体取决于敌人使用该推进轴线的可能性。
在这些主要防御阵地后面部署的是各种炮兵部队，这些炮兵部队将预先登记在预期的敌方主要路线和集结区域。 主要防御阵地的背后将是高级指挥官组建的不同后备部队。
这些防御布局的理论规定已经出现了几十年。 它们是历史战斗中惨痛教训的产物。 它们提供了开发防御并了解其资源需求的标准化方法。
苏联、俄罗斯和其他军队的这些理论方法允许在防御性机动计划中使用经验不足的部队。 因此，考虑到俄罗斯新近动员的大量军队，这些条令布局对俄罗斯有帮助。
最后，这些防御工事并不是均匀地分布在整个前线。 在某些地区，地形阻碍了这种接近。 但是，它们最密集的地方是俄罗斯人了解乌克兰最有可能进攻的目标的地方。
未来几周有趣的事情将是，俄罗斯对乌克兰最有可能和最危险（对俄罗斯）的行动方针的评价是否与乌克兰的实际竞选计划相符。
乌克兰2023年进攻战役的设计似乎采用了广泛的战线方法。 有几个原因可以解释为什么这是他们采取的最合乎逻辑的策略。
它在俄罗斯指挥官的心中产生了不确定性。 他们并不真正知道乌克兰地面进攻的主要力量将落在哪里。 它为乌克兰人提供了更好的行动安全。 它还可以实现多种欺骗操作。
广泛开展业务可以让我们有更多的能力来应对出现的机遇。 如果一支部队过于集中，不仅在现代战场上更容易受到攻击，而且在整个前线适应和利用敌人错误的能力也较差。
将乌克兰大部分地面部队集中在一个地区（尽管以区域为重点的领土防御部队做出了出色的贡献）可能会使乌克兰面临俄罗斯的战术和作战压力，以夺取更多领土。
格拉西莫夫回应道。 在最近一篇文章中，回顾了格拉西莫夫将军应对乌克兰 2023 年进攻的可用选项，我将他的其中一个选项描述如下……
“格拉西莫夫的下一个变体是选项1，但如果乌克兰的弱点开放，其进攻性打击有限。这是一个更复杂的选择，因为他需要从他已经被削弱的部队中集结战斗和支援部队来实施进攻行动。”
看来俄罗斯人并没有在整个前线被动地坐以待毙，而是选择了这个选项。 俄罗斯人对顿涅茨克、阿夫季夫卡、巴赫穆特和西维尔斯基顿涅茨轴线发动了攻击。
俄罗斯的这些袭击也可能意味着格拉西莫夫担心乌克兰人在南部战线发展势头并夺取足够的领土，使克里米亚面临危险。 他将不顾一切地吸引更多乌克兰军队到东部进行消耗战。
俄罗斯人能在东部承受这些袭击多久还值得怀疑。 鉴于乌克兰目前的攻势准备工作，俄罗斯在东部的攻击很可能会在乌克兰 2023 年的攻势之前达到高潮。
揭开史上最亮“宇宙烟花”的秘密
自1967年首次观测到伽马暴以来，人类至今已探测到近万例伽马暴。而在这万例伽马暴中，此次观测到的伽马暴更是独一无二，其释放出的能量不仅较此前观测到的伽马暴都高，而且产生了极为狭窄、极端明亮、接近光速运动的喷流，科学家将其评价为“千年一遇的重要天文事件”。
大约20亿年前，一颗相当于20倍太阳质量的恒星，在燃烧完自身燃料后即将“熄灭”，其坍缩瞬间爆炸形成了巨大的火球，耀眼的“火光”持续了数百秒，仿佛一个巨大的宇宙烟花。
在经历漫长的旅程后，这次爆炸形成的伽马射线暴（以下简称伽马暴）终于抵达地球。与此同时，位于四川省稻城县海子山上的高海拔宇宙线观测站（又称“拉索”）已睁开大大的“眼睛”，目睹了这场绚烂的“宇宙烟花”——人类目前观测到的史上最亮伽马暴。6月9日，“拉索”合作组在《科学》杂志发表文章，揭开了这次史上最亮伽马暴背后的秘密。
对“后随爆炸”教科书般的观测
伽马暴是宇宙中某一方向上伽马射线瞬时增强的一种现象。伽马暴虽不常见，但伽马射线离我们的生活并不遥远。作为一种波长极短、穿透力极强，同时又携带高能量的原子核射线，伽马射线在生活中用途广泛，如癌症放疗中，医生常用高通量的伽马射线来杀死癌细胞。
但是，从宇宙深处到达地球的伽马暴早已没了这样的“威力”。伽马暴辐射面积之巨，比数百个银河系的范围还要大，加之动辄与地球数十亿光年的距离，使得它们的光子通量在抵达地球上空时已所剩无几，只有动用最精密的仪器才能够对其进行观测。
根据持续时间的长短，伽马暴被分为长暴和短暴。长暴的持续时间在2秒以上，最长可达数千秒，通常被认为是大质量恒星在核心坍缩爆炸后产生的，此次观测到的史上最亮伽马暴便属于长暴。短暴的持续时间低于2秒，最短的只能以毫秒计算，往往来自于两颗极端致密天体，如中子星、黑洞等的并合爆炸，并且这一过程时常伴随引力波的产生。
伽马暴之所以能够被称为“宇宙烟花”，是因为其在短短几秒内散发的能量可能比太阳百亿年寿命中释放的能量总和还要多。自1967年首次观测到伽马暴以来，人类至今已探测到近万例伽马暴。而在这万例伽马暴中，此次观测到的伽马暴更是独一无二，其释放出的能量不仅较此前观测到的伽马暴都高，而且产生了极为狭窄、极端明亮、接近光速运动的喷流，科学家将其评价为“千年一遇的重要天文事件”。
此外，“拉索”合作组还首次精确观测了伽马暴“后随爆炸”的完整过程。伽马暴的过程可以被划分为“主爆”和“后随爆炸”。此次研究的通讯作者之一、南京大学教授王祥玉告诉记者，在爆炸初始阶段，爆炸后的抛射物是喷流状结构，但抛射物的速度有快有慢，“当慢的物质被快的物质追上了，在喷流结构的内部发生碰撞，这就产生了‘主爆’。”
在“主爆”发生后，爆炸产生的物质会继续向外扩散，与外部环境中的物质发生进一步接触，进而产生新的爆炸，即“后随爆炸”，也被称为“余辉”。“在这个过程中，激波会将电子加速，并在磁场中发出同步辐射光，高能电子通过与同步辐射光子碰撞把能量传输给光子，于是就产生了高能光子辐射。”王祥玉介绍道。
而“拉索”则是在全球范围内首次探测到了“后随爆炸”过程中高能光子的上升过程，从而做到了对“后随爆炸”的完整观测，实现了其他实验没有达到的对高能量波段光变过程的教科书式的记录，为伽马暴理论模型的精确检验打下了坚实的实验基础。
“拉索”看到了喷流的核心
此次观测到的伽马暴，其亮度比以往最亮伽马暴还要高几十倍以上，过高的光子流量甚至使得多个国际实验的探测器饱和。在此次“拉索”探测到的视场范围内，共有6万多个高能伽马光子被收集到。若把选择条件降到最低，光子数甚至可以达到10万。
为什么会这么亮？这是观测到该伽马暴后许多研究者的疑问，也是“拉索”合作组此次研究主要回答的问题之一。
王祥玉向记者展示的一张“拉索”观测到的光变曲线图显示，该曲线的头部和尾部都十分“陡峭”，这意味着在观测的初始和尾声阶段，光子亮度都发生了急剧变化。
头部“陡峭”的曲线表明，到达地球的光子是极速变亮的，在不到2秒的时间里，“拉索”收到的光子亮了100多倍，超出了以往伽马暴理论模型的预期。
根据以往理论模型的假设，“后随爆炸”过程中高能光子流量的增长应该是较为缓慢平稳的。对于这一现象，王祥玉提供了一种可能的理论解释，“‘余辉’将能量喷射出去了，按理说后续就没有能量了，但可能中心天体‘引擎’又重新启动了，为后续喷射注入了新的能量。”
光变曲线的尾部同样“陡峭”。“拉索”合作组发现，爆炸开始后不到10分钟，“拉索”收到的光子亮度突然间快速减弱。“这可解释为爆炸后的抛射物是喷流状的结构，当辐射张角扩展到了喷流的边缘时造成亮度快速下降。”王祥玉说。
这个辐射张角只有0.8度，且正对着地球。由于这个亮度转折发生时间极早，意味着“拉索”观测到的实际上是一个典型内亮外暗喷流的、最明亮的核心，相当于人类用眼睛直视着一束光的中心光源。这也解释了为什么这个伽马暴是“史上最亮”，也更加凸显出此次对其成功观测是千年难遇的“宇宙级幸运”事件。
完善伽马暴理论“拼图”
“拉索”并不是全世界第一个观测到高能段“后随爆炸”的观测设备。在“拉索”建成投入观测前，全球其他地区观测设施已成功观测多次高能光子的“后随爆炸”，最早的一次是在2018年。
“当时还觉得很懊悔，没有赶上。”此次研究通讯作者之一、中国科学院高能物理研究所研究员姚志国告诉记者，虽然没赶上前几次观测机会，但得益于“拉索”对高能段伽马暴观测的绝对优势，“拉索”观测到了此前其他观测设施没看到的“后随爆炸”上升阶段。“此前上升阶段的高能段伽马暴，只是在理论上存在，从来没有看到过。这次‘拉索’的成功观测，可以说完善了伽马暴相关理论的最后一张‘拼图’。”王祥玉对此次“拉索”的观测成果给予了高度评价。
但这张“拼图”上仍然还有“模糊”的地方。例如，“后随爆炸”中高能光子快速上升的形成机制仍然需要最终的理论解释。
但是，借助这张日趋完整的理论“拼图”，研究人员已可以对伽马暴形成机制中存在的若干问题进行深入探讨，如关于伽马暴喷流的成分组成，当下学界认为可能的组成有两种，一种是由常规物质组成，另一种则认为伽马暴喷流是高度磁化的，能量组成是电磁波而非物质。
姚志国指出，下一个可能获得重要突破的伽马暴观测研究方向是短暴。王祥玉也认为，如果能够在距离地球很近的区域内发生短暴，或许也有可能观测到高能光子辐射。而这同样要依赖于“拉索”。“‘拉索’在观测短暴上也有优势，短暴发生时间非常短，不到2秒。如果靠望远镜来观测，等收到预警再转过去肯定来不及，而大视场的‘拉索’可以全天候24小时不间断观测，就不会错过‘精彩瞬间’。”姚志国介绍道。
除了对伽马暴本身继续进行深入研究，“拉索”此次接收到的大量光子，也能够为其他课题研究提供重要参考。姚志国所在的一个“拉索”团队正在利用大量光子数据，对狭义相对论的基本原理进行实验验证。狭义相对论认为，同一时间发出的、不同能量的光子到达观测者的时间应是一致的，即光速不变性。其中，洛伦兹不变性是狭义相对论的基本假定。通俗来讲，其是指一个非加速物理系统在作洛伦兹变换时，相关的基本物理规律不会改变。而一些大统一理论模型例如量子引力理论认为，在非常高的能量下，光速会随能量变化，即洛伦兹不变性会发生破缺。要对光速不变性进行精确检验，需要获得能量更高、时间延迟更短、距离更远的高能光子。借助“拉索”对此次伽马暴的观测数据，研究者有望对洛伦兹不变性破缺的部分参数给出最强限制。
来源：科技日报
自1967年首次观测到伽马暴以来，人类至今已探测到近万例伽马暴。而在这万例伽马暴中，此次观测到的伽马暴更是独一无二，其释放出的能量不仅较此前观测到的伽马暴都高，而且产生了极为狭窄、极端明亮、接近光速运动的喷流，科学家将其评价为“千年一遇的重要天文事件”。
大约20亿年前，一颗相当于20倍太阳质量的恒星，在燃烧完自身燃料后即将“熄灭”，其坍缩瞬间爆炸形成了巨大的火球，耀眼的“火光”持续了数百秒，仿佛一个巨大的宇宙烟花。
在经历漫长的旅程后，这次爆炸形成的伽马射线暴（以下简称伽马暴）终于抵达地球。与此同时，位于四川省稻城县海子山上的高海拔宇宙线观测站（又称“拉索”）已睁开大大的“眼睛”，目睹了这场绚烂的“宇宙烟花”——人类目前观测到的史上最亮伽马暴。6月9日，“拉索”合作组在《科学》杂志发表文章，揭开了这次史上最亮伽马暴背后的秘密。
对“后随爆炸”教科书般的观测
伽马暴是宇宙中某一方向上伽马射线瞬时增强的一种现象。伽马暴虽不常见，但伽马射线离我们的生活并不遥远。作为一种波长极短、穿透力极强，同时又携带高能量的原子核射线，伽马射线在生活中用途广泛，如癌症放疗中，医生常用高通量的伽马射线来杀死癌细胞。
但是，从宇宙深处到达地球的伽马暴早已没了这样的“威力”。伽马暴辐射面积之巨，比数百个银河系的范围还要大，加之动辄与地球数十亿光年的距离，使得它们的光子通量在抵达地球上空时已所剩无几，只有动用最精密的仪器才能够对其进行观测。
根据持续时间的长短，伽马暴被分为长暴和短暴。长暴的持续时间在2秒以上，最长可达数千秒，通常被认为是大质量恒星在核心坍缩爆炸后产生的，此次观测到的史上最亮伽马暴便属于长暴。短暴的持续时间低于2秒，最短的只能以毫秒计算，往往来自于两颗极端致密天体，如中子星、黑洞等的并合爆炸，并且这一过程时常伴随引力波的产生。
伽马暴之所以能够被称为“宇宙烟花”，是因为其在短短几秒内散发的能量可能比太阳百亿年寿命中释放的能量总和还要多。自1967年首次观测到伽马暴以来，人类至今已探测到近万例伽马暴。而在这万例伽马暴中，此次观测到的伽马暴更是独一无二，其释放出的能量不仅较此前观测到的伽马暴都高，而且产生了极为狭窄、极端明亮、接近光速运动的喷流，科学家将其评价为“千年一遇的重要天文事件”。
此外，“拉索”合作组还首次精确观测了伽马暴“后随爆炸”的完整过程。伽马暴的过程可以被划分为“主爆”和“后随爆炸”。此次研究的通讯作者之一、南京大学教授王祥玉告诉记者，在爆炸初始阶段，爆炸后的抛射物是喷流状结构，但抛射物的速度有快有慢，“当慢的物质被快的物质追上了，在喷流结构的内部发生碰撞，这就产生了‘主爆’。”
在“主爆”发生后，爆炸产生的物质会继续向外扩散，与外部环境中的物质发生进一步接触，进而产生新的爆炸，即“后随爆炸”，也被称为“余辉”。“在这个过程中，激波会将电子加速，并在磁场中发出同步辐射光，高能电子通过与同步辐射光子碰撞把能量传输给光子，于是就产生了高能光子辐射。”王祥玉介绍道。
而“拉索”则是在全球范围内首次探测到了“后随爆炸”过程中高能光子的上升过程，从而做到了对“后随爆炸”的完整观测，实现了其他实验没有达到的对高能量波段光变过程的教科书式的记录，为伽马暴理论模型的精确检验打下了坚实的实验基础。
“拉索”看到了喷流的核心
此次观测到的伽马暴，其亮度比以往最亮伽马暴还要高几十倍以上，过高的光子流量甚至使得多个国际实验的探测器饱和。在此次“拉索”探测到的视场范围内，共有6万多个高能伽马光子被收集到。若把选择条件降到最低，光子数甚至可以达到10万。
为什么会这么亮？这是观测到该伽马暴后许多研究者的疑问，也是“拉索”合作组此次研究主要回答的问题之一。
王祥玉向记者展示的一张“拉索”观测到的光变曲线图显示，该曲线的头部和尾部都十分“陡峭”，这意味着在观测的初始和尾声阶段，光子亮度都发生了急剧变化。
头部“陡峭”的曲线表明，到达地球的光子是极速变亮的，在不到2秒的时间里，“拉索”收到的光子亮了100多倍，超出了以往伽马暴理论模型的预期。
根据以往理论模型的假设，“后随爆炸”过程中高能光子流量的增长应该是较为缓慢平稳的。对于这一现象，王祥玉提供了一种可能的理论解释，“‘余辉’将能量喷射出去了，按理说后续就没有能量了，但可能中心天体‘引擎’又重新启动了，为后续喷射注入了新的能量。”
光变曲线的尾部同样“陡峭”。“拉索”合作组发现，爆炸开始后不到10分钟，“拉索”收到的光子亮度突然间快速减弱。“这可解释为爆炸后的抛射物是喷流状的结构，当辐射张角扩展到了喷流的边缘时造成亮度快速下降。”王祥玉说。
这个辐射张角只有0.8度，且正对着地球。由于这个亮度转折发生时间极早，意味着“拉索”观测到的实际上是一个典型内亮外暗喷流的、最明亮的核心，相当于人类用眼睛直视着一束光的中心光源。这也解释了为什么这个伽马暴是“史上最亮”，也更加凸显出此次对其成功观测是千年难遇的“宇宙级幸运”事件。
完善伽马暴理论“拼图”
“拉索”并不是全世界第一个观测到高能段“后随爆炸”的观测设备。在“拉索”建成投入观测前，全球其他地区观测设施已成功观测多次高能光子的“后随爆炸”，最早的一次是在2018年。
“当时还觉得很懊悔，没有赶上。”此次研究通讯作者之一、中国科学院高能物理研究所研究员姚志国告诉记者，虽然没赶上前几次观测机会，但得益于“拉索”对高能段伽马暴观测的绝对优势，“拉索”观测到了此前其他观测设施没看到的“后随爆炸”上升阶段。“此前上升阶段的高能段伽马暴，只是在理论上存在，从来没有看到过。这次‘拉索’的成功观测，可以说完善了伽马暴相关理论的最后一张‘拼图’。”王祥玉对此次“拉索”的观测成果给予了高度评价。
但这张“拼图”上仍然还有“模糊”的地方。例如，“后随爆炸”中高能光子快速上升的形成机制仍然需要最终的理论解释。
但是，借助这张日趋完整的理论“拼图”，研究人员已可以对伽马暴形成机制中存在的若干问题进行深入探讨，如关于伽马暴喷流的成分组成，当下学界认为可能的组成有两种，一种是由常规物质组成，另一种则认为伽马暴喷流是高度磁化的，能量组成是电磁波而非物质。
姚志国指出，下一个可能获得重要突破的伽马暴观测研究方向是短暴。王祥玉也认为，如果能够在距离地球很近的区域内发生短暴，或许也有可能观测到高能光子辐射。而这同样要依赖于“拉索”。“‘拉索’在观测短暴上也有优势，短暴发生时间非常短，不到2秒。如果靠望远镜来观测，等收到预警再转过去肯定来不及，而大视场的‘拉索’可以全天候24小时不间断观测，就不会错过‘精彩瞬间’。”姚志国介绍道。
除了对伽马暴本身继续进行深入研究，“拉索”此次接收到的大量光子，也能够为其他课题研究提供重要参考。姚志国所在的一个“拉索”团队正在利用大量光子数据，对狭义相对论的基本原理进行实验验证。狭义相对论认为，同一时间发出的、不同能量的光子到达观测者的时间应是一致的，即光速不变性。其中，洛伦兹不变性是狭义相对论的基本假定。通俗来讲，其是指一个非加速物理系统在作洛伦兹变换时，相关的基本物理规律不会改变。而一些大统一理论模型例如量子引力理论认为，在非常高的能量下，光速会随能量变化，即洛伦兹不变性会发生破缺。要对光速不变性进行精确检验，需要获得能量更高、时间延迟更短、距离更远的高能光子。借助“拉索”对此次伽马暴的观测数据，研究者有望对洛伦兹不变性破缺的部分参数给出最强限制。
来源：科技日报
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