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天格计划的主要科学观测目标是伽马射线暴。宇宙伽马射线暴是人类已知最剧烈的天体物理过程之一，是天体物理领域的研究前沿。2020年11月清华大学天格计划团队研制发射的天格02星载荷成功开展持续科学观测，已获得首批几十例伽马暴事例的候选体。2021年1月21日，天格02星观测到GRB 210121A伽马暴事例（图1），该事例也被我国怀柔一号（GECAM，极目）卫星、慧眼（HXMT）卫星和美国费米（Fermi/GBM）卫星所确认。有趣的是，GRB 210121A在近万个伽马暴样本中的统计分布中处于很特殊的地位。其持续时间大约为13 秒，具有明显的长暴特征（长于2s 的伽马暴被定义为长暴）。通过使用截断幂率谱(CPL; cutoff power-law)模型对观测数据进行拟合，研究团队发现GRB 210121A的谱指数偏硬，高于同步辐射限制的低能谱指数上限，此外其峰值能量(Ep)很硬，在第一个脉冲的时候由硬到软，但是即使在最后的爆发阶段也始终居高不下。高能量伽马射线光子总是比低能量光子更早到达，这一现象被称为谱延迟(Spectral lag)，在GRB 210121A中同样观测到这一现象，并且在相对于ΔE 的图像中显现出一个拐点，这一现象有可能用于对洛伦兹破缺效应的限制。
研究团队进一步通过该伽马暴的谱指数初步判断其属于光球模型，利用多色黑体的模型进行拟合得到了很好的效果。理论上伽马暴的峰值能量应小于等于黑体所释放的最大能量，通过这一限制可以求出光球模型的半径范围，利用物理的光球模型对GRB 210121A进行拟合，得到其半径为几百千米，正好处在光球模型的半径限制内，同时这一模型也限制了该伽马暴的红移位于到的范围内。通过Ep-Eiso的统计相关关系，研究团队限制了其红移应位于到的范围内。此外再结合GECAM、HXMT、GRID等卫星以及IPN所给出的定位信息，在星表中对GRB 210121A的宿主星系进行了证认，仅有SuperOS星表中的−星系能够满足上述限制，其红移为。研究团队随后使用LasCumbres天文台全球望远镜网络对该宿主星系进行了后随观测，在观测图像中该宿主星系候选者清晰可见，从而进一步证实了本文的结论。
本研究工作由南京大学天文与空间科学学院硕士研究生王翔煜领衔完成，清华大学天格团队郑煦韬同学、中科院高能物理研究所肖硕同学等分别带领研究团队合作完成了GRID-02、GECAM、HXMT等科学数据的分析处理。南京大学多个院系的多位本科生和研究生参与了相关的科学分析，包括杨俊（天文学院博士研究生）、刘子科（天文学院硕士研究生）、杨雨涵（天文学院博士研究生）、邹金航（天文学院联合培养硕士研究生）、陈国银（天文学院本科生）、倪阳（天文学院本科生）、张子键（天文学院本科生）、吴雨暄（天文学院本科生）、邓云未（天文学院本科生）、马永昶（天文学院本科生）、蒙延智（天文学院博士后），王培源（匡亚明学院本科生）、许晟（天文学院本科生）、尹一涵（物理学院本科生）、张廷钧（匡亚明学院本科生）、张钊（天文学院硕士研究生）等。南京大学张彬彬老师、清华大学曾鸣老师、中科院高能物理所的熊少林老师为该文的通讯作者。清华大学、中科院高能物理所、河北师范大学、广西大学等多位专家学者共同参与了这一研究工作。本工作得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、江苏省双创计划、中央高校基本科研业务费专项资金、双一流大学建设经费，南京大学天文与空间科学学院、以及南京大学双创办公室的多项基金和机构的支持。
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