美国宇航局NuSTAR X射线望远镜的观测为天文学家提供了关于有史以来探测到的最亮和最有能量的伽马射线暴的新线索。科学家们在2022年10月检测到了有史以来最亮的伽马射线暴，被称为GRB 221009A或BOAT，。与以往的伽玛射线暴不同，GRB 221009A具有独特的喷射结构，核心狭窄，两侧较宽，能量的变化取决于与核心的距离。
美国宇航局的NuSTAR观测站和多个X射线望远镜都记录了这次爆发中观察到的前所未有的现象。
当科学家们在2022年10月9日探测到被称为GRB 221009A的伽玛射线暴时，他们将其称为有史以来最亮的，或称BOAT。大多数伽马射线暴发生在比我们的太阳质量更大的恒星核心坍缩时，成为一个黑洞。这些事件经常在几分钟内释放的能量相当于我们的太阳在其整个生命中释放的能量。后续研究表明，GRB 221009A比之前的记录保持者要亮70倍，能量也大得多。虽然科学家们还不了解原因，但他们已经从美国宇航局的NuSTAR（核光谱望远镜阵列）观测站得到了一个诱人的线索。
在典型的伽玛射线暴中，当恒星坍缩成黑洞时，粒子喷流会穿透恒星，正如艺术家的概念所描述的那样。221009A号伽玛射线暴产生的喷流有一些独特的特征。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心
在6月7日发表在《科学进展》杂志上的一项研究中，科学家们利用NuSTAR对该事件的观测，展示了坍塌的恒星是如何喷射出物质的，其形状是以前在伽马射线暴喷射中没有观察到的，同时还有其他独特的特征。这些特征的来源有可能是原生星，它的物理特性可能会影响爆发的特征。也有可能是一种完全不同的机制将非常明亮的喷流发射到太空。
"这个事件比我们以前见过的任何伽马射线暴都要亮得多，能量也大得多，根本不相上下，"新研究的主要作者、华盛顿州乔治华盛顿大学的天文学家布伦丹-奥康纳说。"然后，当我们分析NuSTAR数据时，我们意识到它也有这种独特的喷射结构。这真的很令人兴奋，因为我们没有办法研究产生这一事件的恒星；它现在已经消失了。但是我们现在有一些数据为我们提供了关于它如何爆炸的线索。"伽马射线是宇宙中能量最大的光的形式，但人眼却看不到。所有已知的伽马射线暴都起源于我们银河系之外的星系，但其亮度足以在数十亿光年之外被发现。有些眨眼间就出现了，持续时间不到两秒，而所谓的长伽马射线暴通常会辐射伽马射线一分钟或更长时间。这些物体可以辐射其他波长的射线达数周之久。
哈勃太空望远镜捕捉到了被称为GRB 221009A的伽玛射线暴及其宿主星系的红外余辉（圈内）。这个合成图包含了2022年11月8日和12月4日拍摄的图像，大约是爆发后的一个月和两个月。余晖可能在几年内仍可探测到。资料来源：NASA，ESA，CSA，STSCI，A. Levan（Radboud大学）；图像处理： Gladys Kober
费米伽马射线太空望远镜利用最高能量的光形式观测宇宙，为了解宇宙中最极端的现象提供了一个重要窗口，从伽马射线暴和黑洞喷射到脉冲星、超新星残余物和宇宙射线的起源。
GRB 221009A，一个狭长的伽马射线暴，它是如此的明亮，以至于有效地蒙蔽了太空中大多数伽马射线仪器。美国科学家能够用美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜的数据来重建这一事件，以确定其实际亮度。(美国宇航局的哈勃和詹姆斯-韦伯太空望远镜、该机构的风号和旅行者1号航天器，以及欧空局（即欧洲航天局）的太阳轨道器也探测到了BOAT）。
与其他伽马射线暴相似，GRB 221009A有一个从坍塌的恒星中爆发出来的喷流，就像从消防水管中射入太空一样，伽马射线从喷流核心的热气体和粒子中辐射出来。但是GRB 221009A的喷流在一些方面很突出。在以前观察到的几乎所有的伽马射线暴中，喷流仍然非常紧凑，几乎没有杂光或狭窄光束之外的物质。(事实上，伽马射线暴是如此的紧凑，只有当它们的喷流几乎直接对准地球时，才能观察到伽马射线）。
费米伽马射线太空望远镜利用最高能量的光形式观测宇宙，为了解宇宙中最极端的现象提供了一个重要窗口，从伽马射线暴和黑洞喷射到脉冲星、超新星残余物和宇宙射线的起源。
相比之下，在GRB 221009A中，喷流有一个狭窄的核心，两侧更宽，更倾斜。一些最具能量的伽马射线射流显示出类似的特性，但来自BOAT的射流在一个重要方面是独特的： GRB 221009A中物质的能量也是不同的，这意味着喷流中的所有物质不是具有相同的能量--就像枪里射出的一颗子弹--而是物质的能量随着与喷流核心的距离而改变。这在以前的长伽马射线暴喷射中从未被观察到。
罗马大学物理学教授Eleonora Troja说："产生不同射流结构并改变能量的唯一方法是改变爆炸恒星的某些属性，如其大小、质量、密度或磁场，"他领导NuSTAR对该事件的观察。"这是因为射流基本上必须强迫自己离开恒星。因此，例如，它所遇到的阻力的大小将有可能影响喷流的特征。"
艺术家对NuSTAR在轨运行的概念图。资料来源：NASA/JPL-Caltech
天文学家可以看到来自伽马射线喷流的光，但距离意味着他们不能直接解决喷流的图像。研究人员必须解释来自这些事件的光线，以了解遥远物体的物理特征。这有点像看着雪地上的脚印，推断出留下脚印的人的身体特征。
在许多情况下，对来自宇宙事件的光可能有一个以上的解释。不止一个X射线望远镜观测了GRB 221009A，包括美国宇航局的尼尔-盖尔斯-斯威夫特天文台和中子星内部成分探测器（NICER），以及欧空局的XMM-牛顿望远镜。NuSTAR的数据帮助缩小了这些可能性。它显示，当喷流进入太空时，它与星际介质相撞，或者说是充满恒星之间空间的稀疏的原子和粒子的海洋。这种碰撞产生了X射线--能量略低于伽马射线的光粒子。"
位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的NuSTAR项目科学家丹尼尔-斯特恩说："有多个X射线望远镜在太空中运行，每一个都有不同的强度，可以帮助天文学家更好地了解这些宇宙物体。"