發布時間:2025-10-26閱讀(2)
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1967年7月,在冷戰最激烈的時候,美國為了尋找蘇聯核武器試驗而發射的衛星中發現了一些完全意想不到的東西:維拉3號和4號衛星觀測到高能光子或伽馬射線的短暫閃光。后來,在1973年的一篇論文中,天文學家將十多個這樣的神秘事件統稱為伽馬射線爆發。從那以后,我們一直試圖了解這些爆發到底是什么。
在最初的發現之后,天文學家們就這些伽馬射線爆發來自何處展開了爭論。一些人認為,這種明亮的光源一定就在我們的太陽系附近。另一些人認為它們在我們的星系中,還有一些人認為它們在宇宙之外。理論非常多,但卻缺少數據。 1997年,意大利和荷蘭的一顆名為BeppoSAX的衛星證實了伽馬暴是河外的,有些伽馬暴來自數十億光年之外。天文學家意識到,造成它們的事件一定是幾乎不可想象的強大。當時的科學家認為,不可能從宇宙中的任何物體的爆炸中獲得那么多的能量。它們的峰值亮度可能是太陽的1000萬億倍,甚至比最亮的超新星還要亮10億倍。 伽馬暴有兩種形式,長和短。前者可以持續幾分鐘左右,據認為是由質量超過太陽20倍的恒星坍縮并爆炸為超新星造成的。后者僅持續1秒鐘,是由兩個合并中子星引起的,2017年發現中子星合并的引力波以及費米伽馬射線太空望遠鏡捕獲相關的伽馬射線爆發可以證明這一點。
以前,研究伽馬射線爆發的唯一方法是從太空觀察它們,因為地球的臭氧層阻止了伽馬射線到達地表。但是,一種新方法把地球大氣當成了一種有效的工具。當伽馬射線進入大氣層時,它們會與其他粒子相撞。這些粒子被推得比空氣中的光速還要快,這導致它們發出一種藍色的光,稱為切倫科夫輻射。然后科學家就可以掃描這些藍色的光。因為我們的大氣層比一個單一的望遠鏡有更大的收集區域,這個搜索策略讓天體物理學家有更大的機會發現罕見且難以發現的最高能量的伽馬射線爆發。 2018年7月,納米比亞的一組被稱為高能立體系統(HESS)的天線首次觀測到這種超高能量爆發。這種輻射并非來自最初的伽馬暴本身,而是來自一種叫做“余暉”的效應。在這種情況下,伽馬暴的噴流與恒星變成超新星時拋出的物質發生碰撞。碰撞使粒子加速到很高的速度,產生電磁輻射,然后到達地球。
伽馬暴及其余暉在我們理解宇宙中也扮演著重要的角色。超新星和中子星的合并被認為產生了宇宙中的重元素,如金和鉑。 |
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