史上最亮伽馬射線暴
2022年10月9日，許多近地軌道的高能衛星都探測到了一個異常明亮且持久的高能輻射信號。這一強大的信號源自於一次伽馬射線暴（GRB），天文學家將其命名為GRB 221009A。
天文學家對GRB的首次探測可以追溯到上世紀60年代，而GRB 221009A是迄今為止探測到的最明亮的GRB。據統計，像GRB 221009A這樣強烈的GRB，每10000年才會到達地球一次。
伽馬射線暴分為短暴（持續時間不到 2 秒）和長暴（持續超過2 秒）。天文學家認為，長暴的形成與大質量恆星的核心坍縮形成黑洞有關，通常伴有明亮的餘暉。（圖/NASA’s Goddard Space Flight Center）
電離層受到擾動
在GRB 221009A撞擊地球的長達800秒的時間內，有探測器發現，地球的電離層被擾亂了幾個小時。這使一些研究人員想要知道，GRB 是否會對地球電離層產生影響。
電離層是地球上層大氣的一層，包含被稱為等離子體的帶電氣體。它的海拔從大約50千米延伸到950千米。科學家將350千米以上的部分稱為頂部電離層，350千米以下的部分稱為底部電離層。
電離層非常稀薄，因此大部分電離層都適合航天器的軌道運行，中國電磁監測試驗衛星（CSES）——張衡一號便是其中之一。張衡一號於2018年發射，用於監測電離層頂部的電磁變化，其主要任務是研究電離層的變化與地震事件的發生之間可能存在的聯繫，並同時也研究太陽活動對電離層的影響。
CSES的研究人員意識到，如果是GRB 221009A產生了擾動，那麼CSES應該能捕捉到這一現象。
圖中顯示了GRB 221009A對地球的電離層產生了重大的擾動，許多近地軌道的高能衛星都探測到了這一事件，包括Integral 空間望遠鏡（左）和 CSES（右）。（圖/ESA/ATG Europe; CC BY-SA 3.0 IGO）
在過去的研究中，科學家曾發現GRB會在夜間（沒有太陽）影響底部電離層，但這種效應從未在頂部發現過。這使人們相信，當GRB到達地球時，它的威力已經不足以使電離層的電導率發生變化，進而也就無法導致電場發生變化。
然而，這一次，研究人員觀測到了顯著而強烈的效應。這是有史以來研究人員第一次在頂部電離層，以強烈的電場變化的形式探測到強烈的擾動。這樣的觀測結果令研究人員感到驚奇，他們見證了發生在深空中的事件，同時也影響著地球。
這個特殊的GRB發生在距離地球近20億光年的星系中，但它仍然有足夠的能量影響地球。雖然太陽通常是影響地球電離層的主要輻射來源，但這次GRB事件觸發了通常用於研究太陽耀斑（太陽大氣層的巨大爆炸）的儀器。
伽馬射線暴是發生在遙遠星系中的高能暴發。（圖/NASA’s Goddard Space Flight Center）
這種擾動對地球電離層的最底層（距地球表面只有幾十千米）的影響，與一次重大的太陽耀斑所產生的影響相當。這種影響表現為底部電離層的電離程度加劇。這種現象是在地面和地球的底部電離層之間來回反射的極低頻射電信號中檢測到的。這意味著，電離層向下移動到了較低的高度。
可能帶來嚴重後果
一直以來，關於銀河系中的GRB所可能產生的後果，都存在著很大的爭論。新的研究結果加強了這樣一種觀點，即銀河系中的超新星可能會產生非常嚴重的後果。在最糟的情況下，GRB不僅能影響電離層，還可以破壞臭氧層，使來自太陽的危險紫外線輻射可以直達地球表面。有研究人員推測，這種效應可能是曾在地球發生過的一些大規模滅絕事件的起因，不過要證實這種說法，科學家還需要更多的資料。
#創作團隊：
編譯：不二北斗
排版：雯雯
#參考來源：
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Integral/Blast_from_the_past_gamma-ray_burst_strikes_Earth_from_distant_exploding_star?ref=upstract.com
#圖片來源：
封面圖&首圖：ESA/ATG EUROPE; CC BY-SA 3.0 IGO
