誰(shuí)是太空中最厲害的“殺手”？伽馬射線暴！來(lái)自耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)的物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，伽馬射線暴的威力有多大：能夠殺死一定范圍內(nèi)的宇宙生命。更致命的是，伽馬射線暴還會(huì)定期發(fā)生，這大大延緩了宇宙生命進(jìn)化成高級(jí)物種的進(jìn)程。 伽馬射線暴 伽馬射線暴是宇宙中發(fā)生的最劇烈的爆炸，理論上是由巨大恒星在燃料耗盡時(shí)塌縮爆炸或者兩顆鄰近的致密星體（黑洞或中子星）合并而產(chǎn)生的，其強(qiáng)大的輻射可破壞生命體的DNA，并導(dǎo)致行星失去大氣層。最新的評(píng)估認(rèn)為，伽馬射線暴可能清除了大約90%的星系空間，而銀河系也曾遭受過(guò)它的侵襲。5億年前左右，它可能還襲擊過(guò)地球，導(dǎo)致了大量生命的滅絕。科學(xué)家認(rèn)為，地球生命在未來(lái)可能還會(huì)面臨同樣的命運(yùn)。  伽瑪射線暴（Gamma Ray Burst, 縮寫(xiě)GRB），又稱伽瑪暴，是來(lái)自天空中某一方向的伽瑪射線強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)突然增強(qiáng)，隨后又迅速減弱的現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間在0.1-1000秒，輻射主要集中在0.1-100 MeV的能段。伽瑪暴發(fā)現(xiàn)于1967年，數(shù)十年來(lái)，人們對(duì)其本質(zhì)了解得還不很清楚，但基本可以確定是發(fā)生在宇宙學(xué)尺度上的恒星級(jí)天體中的爆發(fā)過(guò)程。伽瑪暴是目前天文學(xué)中最活躍的研究領(lǐng)域之一，曾在1997年和1999年兩度被美國(guó)《科學(xué)》雜志評(píng)為年度十大科技進(jìn)展之列。 伽馬射線暴短至千分之一秒，長(zhǎng)則數(shù)小時(shí)，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)釋放出巨大能量。如果與太陽(yáng)相比，它在幾分鐘內(nèi)釋放的能量相當(dāng)于萬(wàn)億年太陽(yáng)光的總和，其發(fā)射的單個(gè)光子能量通常是典型太陽(yáng)光的幾十萬(wàn)倍。 伽馬射線暴的研究歷史  20世紀(jì)60年代，美國(guó)發(fā)射了船帆座衛(wèi)星，上面安裝有監(jiān)測(cè)伽瑪射線的儀器，用于監(jiān)視蘇聯(lián)和中國(guó)進(jìn)行核試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的大量伽瑪射線。1967年這顆衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)了來(lái)自宇宙空間的伽瑪射線突然增強(qiáng)，隨即又快速減弱的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是隨機(jī)發(fā)生的，大約每天發(fā)生一到兩次，強(qiáng)度可以超過(guò)全天伽瑪射線的總和，并且來(lái)源不是在地球上，而是宇宙空間。由于保密的原因，關(guān)于伽瑪射線暴的首批觀測(cè)資料直到1973年才發(fā)表[3] ，并很快得到了蘇聯(lián)Konus衛(wèi)星的證實(shí)。 由于伽瑪暴的持續(xù)時(shí)間非常短暫，而且方向不好確定，起初對(duì)伽瑪暴的研究進(jìn)展十分緩慢，連距離這樣的基本物理量都難以測(cè)定，1980年，基于Ginga衛(wèi)星的觀測(cè)結(jié)果，許多人相信伽瑪射線暴是發(fā)生銀河系中的一種現(xiàn)象，成因與中子星有關(guān)，并圍繞中子星建立起數(shù)百個(gè)模型。20世紀(jì)80年代中期，美籍波蘭裔天文學(xué)家玻丹·帕琴斯基提出，伽瑪射線暴發(fā)生在銀河系外，是位于宇宙學(xué)距離上的遙遠(yuǎn)天體，然而這種觀點(diǎn)并沒(méi)有得到普遍認(rèn)可。 1991年美國(guó)發(fā)射了康普頓伽瑪射線天文臺(tái)（CGRO），這顆衛(wèi)星的八個(gè)角上安裝了八臺(tái)同樣的儀器BASTE，能夠定出伽瑪射線暴的方向，精度大約為幾度，幾年時(shí)間里，對(duì)3000余個(gè)伽瑪暴的系統(tǒng)巡天發(fā)現(xiàn)，伽瑪射線暴在天空中的分布是各向同性的，支持了伽瑪射線暴是發(fā)生在遙遠(yuǎn)的宇宙學(xué)尺度上的觀點(diǎn)，并且引發(fā)了帕欽斯基與另一位持相反觀點(diǎn)的科學(xué)家拉姆的大辯論。 如果伽瑪射線暴確實(shí)位于宇宙學(xué)尺度上，那么由它的亮度可以推斷，伽瑪暴必定具有非常巨大的能量，往往在幾秒時(shí)間里釋放出的能量就相當(dāng)于幾百個(gè)太陽(yáng)一生中所釋放出的能量總和，是人們已知的宇宙中最猛烈的爆發(fā)，例如1997年12月14日發(fā)生的一次伽瑪暴，距地球120億光年，在爆發(fā)后一兩秒內(nèi)，其亮度就與除它以外的整個(gè)宇宙一樣明亮，它在50秒內(nèi)釋放出的能量相當(dāng)于銀河系200年的總輻射能量，比超新星爆發(fā)還要大幾百倍。在它附近的幾百千米范圍內(nèi)，再現(xiàn)了宇宙大爆炸后千分之一秒時(shí)的高溫高密情形。而1999年1月23日發(fā)生的一次伽瑪暴比這還要猛烈十倍。 1996年，意大利和荷蘭合作發(fā)射了BeppoSAX衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星能夠準(zhǔn)確地測(cè)定伽瑪射線暴的方位，定位精度約為50角秒，這就為地面上的望遠(yuǎn)鏡在伽瑪暴未消逝之前尋找其光學(xué)對(duì)應(yīng)體提供了強(qiáng)有力的支持。在它的幫助下，天文學(xué)家們率先發(fā)現(xiàn)了1997年2月28日爆發(fā)的一個(gè)伽瑪暴的光學(xué)對(duì)應(yīng)體，稱為伽瑪暴的“光學(xué)余輝”，后來(lái)又陸陸續(xù)續(xù)地發(fā)現(xiàn)了數(shù)個(gè)類似的余輝，不僅有可見(jiàn)光波段的，也有射電波段，X射線波段，并且還證認(rèn)出了伽瑪暴的宿主星系，對(duì)宿主星系紅移的觀測(cè)證實(shí)，伽瑪暴遠(yuǎn)在銀河系以外，是宇宙學(xué)距離上的天體，余輝的發(fā)現(xiàn)使人們能夠在伽瑪暴發(fā)生后數(shù)月甚至數(shù)年的時(shí)間里對(duì)其進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)，大大推動(dòng)了伽瑪暴的研究。  伽馬射線暴是1967年美國(guó)Vela衛(wèi)星在核爆炸監(jiān)測(cè)過(guò)程中由克萊貝薩德?tīng)?Klebesadel)等人無(wú)意中發(fā)現(xiàn)的。 恒星的誕生和老恒星的死亡是聯(lián)系在一起的。超大質(zhì)量恒星迅速老化、爆炸，散發(fā)出的星際塵?？焖俪涑庥谛窃浦?，超大質(zhì)量爆炸產(chǎn)生的新物質(zhì)也被噴發(fā)進(jìn)星云之中，星云密度變得很大，孕育新的恒星誕生。在充斥著星際塵埃的星系，大量的恒星生死輪回正在發(fā)生著。由于恒星形成于星際塵埃區(qū)域，可推測(cè)包裹黑暗伽馬射線暴的塵埃團(tuán)可能是孕育恒星的誕生之地。  冷戰(zhàn)時(shí)期，美國(guó)發(fā)射了一系列的軍事衛(wèi)星來(lái)監(jiān)測(cè)全球的核爆炸試驗(yàn)，在這些衛(wèi)星上安裝有伽馬射線探測(cè)器，用于監(jiān)視核爆炸所產(chǎn)生的大量的高能射線。偵察衛(wèi)星在1967年發(fā)現(xiàn)了來(lái)自浩瀚 伽馬射線暴宇宙空間的伽馬射線在短時(shí)間內(nèi)突然增強(qiáng)的現(xiàn)象，人們稱之為“伽馬射線暴”。由于軍事保密等因素，這個(gè)發(fā)現(xiàn)直到1973年才公布出來(lái)。這是一種讓天文學(xué)家感到困惑的現(xiàn)象：一些伽馬射線源會(huì)突然出現(xiàn)幾秒鐘，然后消失。這種爆發(fā)釋放能量的功率非常高。一次伽馬射線暴的“亮度”相當(dāng)于全天所有伽馬射線源“亮度”的總和。隨后，不斷有高能天文衛(wèi)星對(duì)伽馬射線暴進(jìn)行監(jiān)視，差不多每天都能觀測(cè)到一兩次的伽馬射線暴。 至今人們已經(jīng)觀測(cè)到了2000多個(gè)伽馬暴。 外星人早就被伽馬射線暴殺死了。。。。。 宇宙中的爆炸之巨大令人難以置信、令人難以想象。當(dāng)一顆有太陽(yáng)150倍的恒星爆炸時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生宇宙中最明亮的光源，在短短幾秒鐘內(nèi)就會(huì)釋放出太陽(yáng)在十億年才能釋放出的能量。這相當(dāng)于10的39次方噸爆炸物所釋放的能量。 這種爆炸會(huì)產(chǎn)生高能輻射粒子束，稱之為伽瑪射線爆發(fā)(gamma-ray bursts ，GRBs)，這被天文學(xué)家認(rèn)為是宇宙中最高能量之所在。這是由天文學(xué)家認(rèn)為是最強(qiáng)大的東西在宇宙中。更為重要的是，伽瑪射線爆發(fā)會(huì)使得我們?cè)谄渌求w上發(fā)現(xiàn)生命的希望落空。 態(tài)度樂(lè)觀的科學(xué)家們認(rèn)為，我們?cè)谟钪嬷胁⒉还聠?。但如果真的有其他生命存在，那么到底為什么?huì)尋而不見(jiàn)呢？有一種解釋認(rèn)為是在宇宙中生命是極為 罕見(jiàn)的，其原因正是由于伽瑪射線爆發(fā)在宇宙中的存在。射線爆發(fā)含有驚人的伽瑪輻射粒子束，通常持續(xù)幾秒鐘至幾分鐘，最長(zhǎng)也可持續(xù)數(shù)小時(shí)。 在地球上，伽瑪射線由放射性元素衰變產(chǎn)生，是對(duì)生物非常危險(xiǎn)。而這些超強(qiáng)的伽瑪射線束是由最具能量的恒星——超超新星(hypernova)爆炸而來(lái)。超超新星是我們所熟知的超新星(supernova)的一個(gè)更為壯觀的版本。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，爆炸將大量有害伽瑪射線以極高速度射入太空。 大量伽瑪射線所到之處，生命幾乎完全滅絕。正由于此，伽瑪射線爆發(fā)在不斷的“血洗”著這個(gè)宇宙。假如有像地球一樣的星球，經(jīng)過(guò)數(shù)十億年的進(jìn)化，居住其中的生命具備智能，掌握了先進(jìn)技術(shù)，可以建造太空飛船，便可逃離他們所在的星系，尋找其他的星球。如果伽瑪射線爆發(fā)發(fā)生于進(jìn)化程度較低的社會(huì)中，智能生命將比我們所以為的更難生存下來(lái)。這個(gè)問(wèn)題被稱作費(fèi)米悖論(Fermi paradox)。 伽瑪射線爆發(fā)將成為宇宙中最亮的光源，首次發(fā)現(xiàn)于冷戰(zhàn)時(shí)期。在20世紀(jì)60年代后期，美國(guó)發(fā)射一系列軍事衛(wèi)星監(jiān)視蘇聯(lián)核試驗(yàn)殘留伽瑪輻射的任何證據(jù)。他們衛(wèi)星的確發(fā)現(xiàn)了伽瑪射線，卻是從數(shù)十億光年外而來(lái)。 由于伽瑪射線爆發(fā)是如此明亮，我們可以在宇宙各個(gè)角落從極為遙遠(yuǎn)的距離觀察到伽瑪射線爆發(fā)。我們平均每天都發(fā)現(xiàn)在一個(gè)伽瑪射線爆發(fā)，這意味著一個(gè)星系在10萬(wàn)年至100萬(wàn)年間會(huì)經(jīng)歷一次爆發(fā)，這從宇宙的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)是十分罕見(jiàn)的。 據(jù)目前我們所知，銀河系從來(lái)沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)伽馬射線爆發(fā)。最有可能發(fā)生爆發(fā)的恒星距我們大約7500光年。這個(gè)距離雖然對(duì)于地球來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠安全，但是爆發(fā)產(chǎn)生的光亮仍會(huì)讓地球夜如白晝。 |
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