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科学家观测到迄今为止最强的伽马射线暴

作者:小杰发布时间:2021-06-06分类:科学探索浏览:84


导读:宇宙中有一种神秘的射线,叫做伽马射线,也叫伽马射线γ射线。γ射线具有很强的穿透力,它有优点也有缺点,能杀死细胞,但在医学治疗中被用于治疗肿瘤。来自宇宙的伽马射线具有无限的能量,...

宇宙中有一种神秘的射线,叫做伽马射线,也叫伽马射线γ 射线。γ 射线具有很强的穿透力,它有优点也有缺点,能杀死细胞,但在医学治疗中被用于治疗肿瘤。来自宇宙的伽马射线具有无限的能量,因为伽马射线会发生伽马射线暴。伽马射线暴是宇宙中最猛烈的爆炸,目前来说还没有之一。

关于γ射线爆发的起源有一种理论认为是巨大恒星在燃料耗尽时塌缩爆炸成超新星或者两颗邻近的致密星体碰撞产生的,它们相当于具有无穷能量的“巨超新星”。当一颗大质量恒星变成超新星并释放出数十亿光年外都能看到的双光束伽马射线时,就会发生这种能量爆炸。伽马暴是宇宙中最富有高能量的现象之一,同时也是科学家研究最少的现象之一,因为相当罕见。由于它们与黑洞的形成密切相关,科学家们一直希望能够有机会更详细地研究这种罕见的现象。

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伽玛射线暴(Gamma Ray Burst, GRB),顾名思义,这是一种爆发,也就是意味着这是短暂的。伽马射线暴短至千分之一秒,长则数小时,会在短时间内释放出巨大能量。grb实际上很常见,在可观测的宇宙中每天发生一次,但是我们很少看到那么长时间的爆发,大部分grb非常短暂(仅持续几秒钟),而且大多数发生在遥远的星系中,再加上很少有这样的机会发生,所以GRB现象变得格外珍贵。在使用了一系列望远镜进行观测之后,天文学家在2019年1月发现了GRB(命名为GRB 190114C)。GRB发出的一些辐射是迄今为止观测到的最高能量,这是天文学历史上的一个里程碑。

由于伽玛射线短暂和转瞬即逝的性质,科学家在它们消失之前捕捉到源头。但是在多个望远镜的帮助下,伽马射线探测再次被优化了,因此GRB 190114被及时观测到。其中包括美国国家航空航天局的尼尔·盖恩斯·斯威夫特天文台,费米伽马射线太空望远镜,以及位于拉帕尔马加那利岛的、由马克斯·普朗克物理研究所(MPP)操作的地面上的双主大气伽马成象切伦科夫(MAGIC)望远镜。

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当这些望远镜观测到GRB 190114C时,他们观察到一些能量释放在1Tera电子伏特(TeV)范围内,这大约是可见光观测到的每光子能量的一万亿倍。根据先前的观测,天文学家估计,为了达到这个能量水平,坍缩恒星释放出的物质必须以99.999%的光速运动。换句话说,一个垂死恒星的物质必须被加速到物质所能承受的极限,才能产生这种能量爆发。然后,这些物质才会被强行穿过环绕恒星的气体云,从而造成冲击,进而产生伽马射线爆发。

长期以来,科学家们一直在试图观察GRB释放出的极高能量气体,这次爆炸是历史上第一次。这项新的观测是科学家在了解伽马暴、其源环境以及以99.999%光速运动的物质行为方面向前迈出的重要一步。

未来,多个空间观测站将对产生GRB190114C的超新星进行观测,以进一步了解其环境以及这一极端爆炸是如何发生的。特别是欧洲天文学家利用美国宇航局的哈勃太空望远镜获取观测时间,研究伽马射线爆发的源环境。天文学家使用ESO的超大望远镜(VLT)和智利阿塔卡马的大毫米/亚毫米阵列(ALMA)来协助这项工作。结合他们的观测和哈勃数据,天文学家们能够更详细地看到GRB的主星系(距离地球约50亿光年)。

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哈勃望远镜的观测表明,这种特殊的爆炸发生在一个非常密集的环境中,就在50亿光年之外的一个明亮星系的中央。这真的很不寻常,这可能就是它产生如此多光的原因。

这一里程碑证明了提高天文仪器能力和国际合作的重要性。这也符合当今天文学时代的发展,在这个时代,革命性的发现越来越普遍。随着时间的推移,人们对过去的一些现象的认识和限制越来越少,并且对这些现象进行定期的研究。人们相信在未来会发现更多的伽马射线暴的秘密。