伽马射线暴的法拉第旋转首次探测到

由亚利桑那大学和犹他大学的科学家牵头的研究团队，运用美国国家科学基金会甚大阵列（NSF VLA）射电望远镜，首次在伽马射线暴（GRB）中观测到法拉第旋转现象。法拉第旋转是指磁场导致光在传播过程中发生偏振变化。这一观测结果首次揭示了伽马射线暴的磁场环境与光辐射之间的相互作用机制，为深入研究驱动这些宇宙大爆炸的极端物理过程提供了新的途径。相关研究成果已提交给《天体物理学杂志快报》。

伽马射线暴是宇宙中最具爆发力的事件，其在极短时间内释放的能量可以与太阳在其整个生命周期中释放的总能量相媲美。它们被认为会产生近乎光速的狭窄粒子喷流，这些喷流在数月内会产生持续的无线电“余晖”。尽管经过数十年的研究，与这些喷流及其周围环境相关的磁场一直难以精确测量。

本次研究聚焦的伽马射线暴编号为GRB 260310A。从宇宙尺度来看，它相对靠近地球，并且其“余晖”非常明亮，这为天文学家提供了一个难得的观测机会。研究团队将NSF VLA望远镜对准了这个正在衰减的爆炸事件，结果发现其无线电波出现了偏振现象，即光波的振动方向发生了一致性的改变，如同被某种力量扭转。

研究团队注意到，这种偏振信号会随着波长的变化而变化，这正是法拉第旋转的特征。这一效应在伽马射线暴中是首次被探测到，它如同一个独特的磁性“指纹”，能够精确地记录下光线在传播过程中所经历的磁场强度和结构。这是因为磁化等离子体能够旋转无线电波的偏振角，并且旋转速度与波长的关系越密切，表明光线穿过的磁场强度越大。

观测数据显示，沿光线传播路径上的磁场强度，比银河系内部或星系际空间中的磁场强度高出数千倍。如此强大的磁场表明，在GRB 260310A爆发前，其宿主恒星周围存在着异常密集且磁化的气体云，这些气体云是该恒星自身环境留下的印记。

此前，科学家们在寻找伽马射线暴偏振信号时，主要依赖短波段的观测设备，并且需要在“余晖”完全消失前迅速完成观测。而此次借助NSF VLA望远镜，研究团队得以进入厘米波段进行观测，并成功测量到了伽马射线暴中的法拉第旋转。