由中國科學(xué)院云南天文臺研究員毛基榮主導(dǎo)，來自南非天文臺、南非Free State大學(xué)、意大利Brera天文臺和英國倫敦大學(xué)學(xué)院研究人員共同參與的一項(xiàng)研究成果表明，對伽瑪射線暴進(jìn)行光學(xué)高色散觀測或偏振光譜的觀測，將直接測量伽瑪射線暴及其星周環(huán)境的磁場，并對磁場相關(guān)的物理過程進(jìn)行有效約束。這一研究成果于近期發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。 

伽瑪射線暴是宇宙中最明亮的爆發(fā)天體，是高能天體物理和宇宙學(xué)研究的重要對象。當(dāng)前，這一天體的起源和爆發(fā)機(jī)制仍是不解之謎。另一方面，天體的磁場測量一直是高能天體物理研究中的難點(diǎn)。偏振是光在與其傳播方向垂直的平面內(nèi)沿著某一特定方向振蕩的性質(zhì)，它是高能天體物理領(lǐng)域進(jìn)行磁場研究的重要方法。塞曼效應(yīng)是光學(xué)波段吸收線在強(qiáng)磁場中產(chǎn)生譜線三分裂的現(xiàn)象，利用塞曼效應(yīng)可以直接測量天體的磁場。 

南非天文臺SALT望遠(yuǎn)鏡是一臺國際大型光學(xué)/紅外望遠(yuǎn)鏡，研究人員使用該望遠(yuǎn)鏡對伽瑪射線暴GRB191221B進(jìn)行光學(xué)偏振光譜合作研究，開展光學(xué)吸收線的偏振測量。在觀測研究基礎(chǔ)上，他們建立了關(guān)于伽瑪射線暴光學(xué)吸收線的偏振輻射轉(zhuǎn)移理論模型。通過關(guān)于吸收線的偏振輻射轉(zhuǎn)移的計(jì)算，研究人員得到了光學(xué)吸收線的線偏振度隨磁場的演化規(guī)律。這樣，通過對吸收線的偏振測量就可以直接得到磁場強(qiáng)度。 

另外，根據(jù)塞曼效應(yīng)，研究人員進(jìn)一步提出使用高色散光譜儀進(jìn)行高分辨率光學(xué)光譜觀測，直接探測伽瑪射線暴吸收線的譜線分裂，進(jìn)而測量伽瑪射線暴及其星周環(huán)境的磁場。因此，光學(xué)吸收線的高色散觀測可以成為今后伽瑪射線暴觀測研究的重要內(nèi)容。 

在譜線偏振輻射轉(zhuǎn)移模型中伽瑪射線暴吸收線的線偏振度隨磁場的變化

這項(xiàng)工作取得了高能天體物理領(lǐng)域在磁場測量方面的原創(chuàng)性研究成果，對揭示伽瑪射線暴和其它高能天體的物理起源和演化過程具有重要作用。

論文鏈接：https://doi.org/10.3847/1538-4357/abfdc6