迄今發現的最亮伽馬射線暴（GRB 221009A）想象圖。中國科學院高能物理研究所供圖
■本報記者 倪思潔
這是一場國際大聯歡。
北京時間3月29日凌晨2點，中國、美國、歐洲、日本等國家和地區的科學家同時發布了一則重磅新聞，報告了對一次“千年一遇”“史上最亮”的伽馬射線暴（GRB 221009A）的研究成果。
19億年前，宇宙深處的一個天體發生了劇烈爆炸。2022年10月9日，爆炸產生的光抵達地球。全人類用上幾乎所有的觀測手段，嘗試收集和解碼這束光里蘊含的信息。大多數儀器被這束極亮的光晃得“失明”。
在全世界所有空間高能望遠鏡中，中國科學院高能物理研究所研制的極目空間望遠鏡（簡稱極目-C）是唯一的不僅沒有“失明”還精確記錄下這束光的儀器。
全球各地同期發布的研究成果多次提到中國。“慧眼”衛星和極目-C探測器的觀測結果，幾乎成了他們用來比對和校準自身數據的“尺子”。
一分鐘，宇宙在閃爍
2022年10月9日，極目空間望遠鏡首席科學家熊少林在伽馬射線暴協同觀測網（GCN）上，看到了美國費米空間望遠鏡衛星發布的警報。
觀測伽馬暴，是極目空間望遠鏡的主業。參與本次發現的極目-C源自“懷柔一號”極目衛星。“懷柔一號”極目衛星是中國科學院“空間科學”（二期）戰略性先導科技專項支持的機遇型空間科學項目，起初由兩顆衛星（極目-A和極目-B）組成，于2020年12月發射運行。
為了增強“懷柔一號”極目衛星的探測能力，極目團隊利用“懷柔一號”極目衛星的備份件研制了第3個極目系列載荷，即極目-C。其于2022年7月27日搭載中國科學院微小衛星創新研究院牽頭研制的空間新技術試驗衛星發射入軌。
“極目-C有沒有被地球遮擋？”得知這個爆發不尋常后，熊少林問正在值班的博士生張艷秋。
“沒有。”得知沒被遮擋，熊少林有些興奮，這意味著極目-C有可能探測到此次伽馬暴。
“但極目-C可能在高噪聲區域。”張艷秋的一句話，讓熊少林心里咯噔一下。
極目-C大約有一半時間會飛過高噪聲區域。受地球磁場結構影響，宇宙中的高能粒子在地球高緯度區域聚集，對天文觀測來說是麻煩的噪聲。因此，為了既保護探測器，又盡量不錯過重要爆發事件，極目運行團隊設計了一種特殊工作模式——讓極目-C在經過這些區域時關閉實時下傳觀測警報的功能，并且關閉大部分伽馬射線探測器，只打開一個探測器。
“在高噪聲的干擾下，唯一一個開機的探頭能看見爆發事件嗎？”熊少林心里打鼓。
3天后，極目-C的數據傳來。“看到信號了！”博士生劉佳聰發來的數據圖讓熊少林心里的石頭落了地。
原來，這次伽馬暴的主要爆發階段持續了一分鐘。在這最關鍵的一分鐘里，極目-C恰好處在高噪聲區域的邊緣，不僅噪聲很小，而且由于其他探頭沒開機，數據總量沒有超過電子學系統的傳輸上限，沒有發生飽和丟失，采集的數據完整無缺。
在伽馬暴被探測到之后的第6天，極目-C的數據引起了國際同行的關注。德國法蘭克福歌德大學教授Alexander Kann等人評價，極目-C“進行了極為有趣的探測。由于其軌道位置和環境，它沒有數據飽和丟失問題”。
“我們非常幸運。”熊少林說。
在全世界幾乎所有衛星都被晃到“暈眩”的一分鐘里，極目-C清晰地記錄下GRB 221009A伽馬暴“高光時刻”里最精細的亮度變化和伽馬光子能量分布。
基于極目-C的高精度數據，研究團隊發現，此次伽馬暴比以往人類觀測到的最亮伽馬暴亮50倍，可謂“千年一遇的天文事件”。假設這次伽馬暴向周圍各個方向都輻射了幾乎相同數量的伽馬射線，那么，這一分鐘里，相當于1萬個太陽釋放了它們一生（大約100億年）能量的總和。
兩顆星，接力式補臺
僅記錄“高光時刻”，并不足以描述整個伽馬暴的過程。至于“高光時刻”之前和之后發生了些什么，僅靠極目-C難以回答。
在記錄下“高光時刻”后，極目-C很快又飛到了高噪聲區域。這時，我國另一顆天文望遠鏡衛星——“慧眼”衛星接上了。
“慧眼”衛星由中國科學院高能物理研究所研究員李惕碚和吳枚等人于1993年提出，2017年6月15日發射，在軌穩定運行超過5年。熊少林的另一個身份是“慧眼”衛星的伽馬暴與引力波電磁對應體核心科學組組長。
2022年10月9日，“慧眼”衛星首席科學家張雙南也看到了GCN上的警報。
“‘慧眼’衛星當時正在做銀道面掃描，恰好掃到了伽馬暴出現的位置。衛星上配備的高能X射線望遠鏡，憑借在兆電子伏能區最大的有效面積，獲得了其前兆輻射和早期余輝的高質量數據。”張雙南說。
余輝，是伽馬暴的重要輻射成分。大質量恒星坍縮爆炸后，會產生一顆黑洞或中子星等極端致密天體。這類天體通過極強的引力吞噬周圍物質，并以接近光速的速度從兩極噴射物質，形成一對方向相反的噴流。噴流和周圍的星際介質相互作用產生的輻射，就是科學家所說的“余輝”。
主暴之后的600秒到900秒，極目-C進入高噪聲區域，“慧眼”衛星詳細記錄了余輝信息；1300秒到1800秒，“慧眼”衛星進入高噪聲區域，極目-C回到低噪聲區域，得以對余輝進行接力式測量。
兩顆星的相互補臺，使我國科學家在硬X射線和軟伽馬射線能段，獲得了國際上最高精度的完整可靠數據，精確刻畫了該伽馬暴從前兆輻射到主暴、耀發以及早期余輝的各個關鍵階段的輻射性質。
科研團隊還發現此次伽馬暴的“一個很有意思的特點”。“如果將噴流想象成宇宙深處手電筒照向地球的光，那么，這束光非常狹窄。狹窄，可能是該伽馬暴看上去極端明亮的原因之一。”熊少林說。
然而，如此狹窄而明亮的噴流是如何產生的，這個問題讓理論家們撓頭。
此外，中國科學院高能物理研究所所長、中國科學院院士王貽芳透露，我國地面觀測設施——高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）與“慧眼”衛星、極目空間望遠鏡開展了天地聯合觀測，也有突破性發現，將于近期發布。
三十年，讓中國不可或缺
中國科學院高能物理研究所舉行的發布會上，張雙南和熊少林并排坐在臺上。出席本次發布會的還有“慧眼”衛星最初的提出者、熊少林的導師李惕碚院士。
“我們的年輕人非常優秀。30年來已經形成了一個集體。”李惕碚感慨。
張雙南也指導過熊少林。他常這樣向外人介紹熊少林：“少林在成為極目天文望遠鏡首席科學家時，是全世界最年輕的空間科學衛星項目首席科學家。”
這次，張雙南、熊少林師徒帶著一群年輕人，用近5個月時間，以國際合作的形式分析數據、撰寫論文。論文作者共有178位，成員來自中國、美國、意大利、法國、德國等國30余家研究機構。目前，論文已在線發表于預印本平臺arXiv。
回想緊張卻安心的5個月，熊少林毫不吝惜對團隊里年輕人的贊美：“我們組里有‘四大金剛’，是團隊的主力。”
“四大金剛”是4位博士生，各有各的絕活兒。張艷秋，外號“秋哥”，是位有男孩性格的女孩，擅長數據分析和寫代碼。劉佳聰，平日不修邊幅，做起研究卻一絲不茍，熟悉探測器，擅長攻堅，衛星出現噪聲問題時一看一個準。薛王陳，外號“薛哥”，名字里全是姓，低調、內斂、“宅”，數理基礎扎實，擅長編程。鄭超，為人踏實又勤奮上進，擅長探測器測試、標定等硬件工作。
“我平時只給‘四大金剛’分配誰做什么，但實際上他們4人天天在一塊兒泡著，誰做什么分析都要互相討論，還要互相檢查。”熊少林笑著說。
在全球大聯歡式的聯合發布結束后，等待這群年輕科學家回答的問題還有很多：這個伽馬暴為何如此明亮，這么亮是不是與噴流狹窄有關，它為什么這么狹窄，這個伽馬暴到底是如何產生的……
“之后，我們將繼續進行數據分析，也期待著與國際同行繼續合作。”熊少林說，“各種觀測設備的數據放在一起，或許能對這個伽馬暴有更全面的認識。盡管有點盲人摸象的感覺，但渺小的人類如果不聯合起來，何以探索廣袤的宇宙呢？”