美國宇航局NuSTAR X射線望遠鏡的觀測為天文學家提供了關於有史以來探測到的最亮和最有能量的伽馬射線暴的新線索。科學家們在2022年10月檢測到了有史以來最亮的伽馬射線暴，被稱為GRB 221009A或BOAT，。與以往的伽瑪射線暴不同，GRB 221009A具有獨特的噴射結構，核心狹窄，兩側較寬，能量的變化取決於與核心的距離。

美國宇航局的NuSTAR觀測站和多個X射線望遠鏡都記錄了這次爆發中觀察到的前所未有的現象。

當科學家們在2022年10月9日探測到被稱為GRB 221009A的伽瑪射線暴時，他們將其稱為有史以來最亮的，或稱BOAT。大多數伽馬射線暴發生在比我們的太陽質量更大的恆星核心坍縮時，成為一個黑洞。這些事件經常在幾分鐘內釋放的能量相當於我們的太陽在其整個生命中釋放的能量。後續研究表明，GRB 221009A比之前的記錄保持者要亮70倍，能量也大得多。雖然科學家們還不了解原因，但他們已經從美國宇航局的NuSTAR（核光譜望遠鏡陣列）觀測站得到了一個誘人的線索。

在典型的伽瑪射線暴中，當恆星坍縮成黑洞時，粒子噴流會穿透恆星，正如藝術家的概念所描述的那樣。221009A號伽瑪射線暴產生的噴流有一些獨特的特徵。資料來源：美國宇航局戈達德太空飛行中心

在6月7日發表在《科學進展》雜誌上的一項研究中，科學家們利用NuSTAR對該事件的觀測，展示了坍塌的恆星是如何噴射出物質的，其形狀是以前在伽馬射線暴噴射中沒有觀察到的，同時還有其他獨特的特徵。這些特徵的來源有可能是原生星，它的物理特性可能會影響爆發的特徵。也有可能是一種完全不同的機制將非常明亮的噴流發射到太空。”這個事件比我們以前見過的任何伽馬射線暴都要亮得多，能量也大得多，根本不相上下，”新研究的主要作者、華盛頓州喬治華盛頓大學的天文學家布倫丹-奧康納說。”然後，當我們分析NuSTAR數據時，我們意識到它也有這種獨特的噴射結構。這真的很令人興奮，因為我們沒有辦法研究產生這一事件的恆星；它現在已經消失了。但是我們現在有一些數據為我們提供了關於它如何爆炸的線索。”

伽馬射線是宇宙中能量最大的光的形式，但人眼卻看不到。所有已知的伽馬射線暴都起源於我們銀河系之外的星系，但其亮度足以在數十億光年之外被發現。有些眨眼間就出現了，持續時間不到兩秒，而所謂的長伽馬射線暴通常會輻射伽馬射線一分鐘或更長時間。這些物體可以輻射其他波長的射線達數週之久。

哈勃太空望遠鏡捕捉到了被稱為GRB 221009A的伽瑪射線暴及其宿主星系的紅外餘輝（圈內）。這個合成圖包含了2022年11月8日和12月4日拍攝的圖像，大約是爆發後的一個月和兩個月。餘暉可能在幾年內仍可探測到。資料來源：NASA，ESA，CSA，STSCI，A. Levan（Radboud大學）；圖像處理： Gladys Kober

費米伽馬射線太空望遠鏡利用最高能量的光形式觀測宇宙，為了解宇宙中最極端的現象提供了一個重要窗口，從伽馬射線暴和黑洞噴射到脈衝星、超新星殘餘物和宇宙射線的起源。

GRB 221009A，一個狹長的伽馬射線暴，它是如此的明亮，以至於有效地蒙蔽了太空中大多數伽馬射線儀器。美國科學家能夠用美國宇航局的費米伽馬射線太空望遠鏡的數據來重建這一事件，以確定其實際亮度。(美國宇航局的哈勃和詹姆斯-韋伯太空望遠鏡、該機構的風號和旅行者1號航天器，以及歐空局（即歐洲航天局）的太陽軌道器也探測到了BOAT）。

與其他伽馬射線暴相似，GRB 221009A有一個從坍塌的恆星中爆發出來的噴流，就像從消防水管中射入太空一樣，伽馬射線從噴流核心的熱氣體和粒子中輻射出來。但是GRB 221009A的噴流在一些方面很突出。在以前觀察到的幾乎所有的伽馬射線暴中，噴流仍然非常緊湊，幾乎沒有雜光或狹窄光束之外的物質。(事實上，伽馬射線暴是如此的緊湊，只有當它們的噴流幾乎直接對準地球時，才能觀察到伽馬射線）。

費米伽馬射線太空望遠鏡利用最高能量的光形式觀測宇宙，為了解宇宙中最極端的現象提供了一個重要窗口，從伽馬射線暴和黑洞噴射到脈衝星、超新星殘餘物和宇宙射線的起源。

相比之下，在GRB 221009A中，噴流有一個狹窄的核心，兩側更寬，更傾斜。一些最具能量的伽馬射線射流顯示出類似的特性，但來自BOAT的射流在一個重要方面是獨特的： GRB 221009A中物質的能量也是不同的，這意味著噴流中的所有物質不是具有相同的能量–就像槍裡射出的一顆子彈–而是物質的能量隨著與噴流核心的距離而改變。這在以前的長伽馬射線暴噴射中從未被觀察到。

羅馬大學物理學教授Eleonora Troja說：”產生不同射流結構並改變能量的唯一方法是改變爆炸恆星的某些屬性，如其大小、質量、密度或磁場，”他領導NuSTAR對該事件的觀察。”這是因為射流基本上必須強迫自己離開恆星。因此，例如，它所遇到的阻力的大小將有可能影響噴流的特徵。”

藝術家對NuSTAR在軌運行的概念圖。資料來源：NASA/JPL-Caltech

天文學家可以看到來自伽馬射線噴流的光，但距離意味著他們不能直接解決噴流的圖像。研究人員必須解釋來自這些事件的光線，以了解遙遠物體的物理特徵。這有點像看著雪地上的腳印，推斷出留下腳印的人的身體特徵。

在許多情況下，對來自宇宙事件的光可能有一個以上的解釋。不止一個X射線望遠鏡觀測了GRB 221009A，包括美國宇航局的尼爾-蓋爾斯-斯威夫特天文台和中子星內部成分探測器（NICER），以及歐空局的XMM-牛頓望遠鏡。NuSTAR的數據幫助縮小了這些可能性。它顯示，當噴流進入太空時，它與星際介質相撞，或者說是充滿恆星之間空間的稀疏的原子和粒子的海洋。這種碰撞產生了X射線–能量略低於伽馬射線的光粒子。”

位於南加州的美國宇航局噴氣推進實驗室的NuSTAR項目科學家丹尼爾-斯特恩說：”有多個X射線望遠鏡在太空中運行，每一個都有不同的強度，可以幫助天文學家更好地了解這些宇宙物體。”