誰是太空中最厲害的“殺手”？伽馬射線暴！來自耶路撒冷希伯來大學的物理學家發(fā)現，伽馬射線暴的威力有多大：能夠殺死一定范圍內的宇宙生命。更致命的是，伽馬射線暴還會定期發(fā)生，這大大延緩了宇宙生命進化成高級物種的進程。 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）合并而產生的，其強大的輻射可破壞生命體的DNA，并導致行星失去大氣層。最新的評估認為，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它的侵襲。5億年前左右，它可能還襲擊過地球，導致了大量生命的滅絕?？茖W家認為，地球生命在未來可能還會面臨同樣的命運。  伽瑪射線暴（Gamma Ray Burst, 縮寫GRB），又稱伽瑪暴，是來自天空中某一方向的伽瑪射線強度在短時間內突然增強，隨后又迅速減弱的現象，持續(xù)時間在0.1-1000秒，輻射主要集中在0.1-100 MeV的能段。伽瑪暴發(fā)現于1967年，數十年來，人們對其本質了解得還不很清楚，但基本可以確定是發(fā)生在宇宙學尺度上的恒星級天體中的爆發(fā)過程。伽瑪暴是目前天文學中最活躍的研究領域之一，曾在1997年和1999年兩度被美國《科學》雜志評為年度十大科技進展之列。 伽馬射線暴短至千分之一秒，長則數小時，會在短時間內釋放出巨大能量。如果與太陽相比，它在幾分鐘內釋放的能量相當于萬億年太陽光的總和，其發(fā)射的單個光子能量通常是典型太陽光的幾十萬倍。 伽馬射線暴的研究歷史  20世紀60年代，美國發(fā)射了船帆座衛(wèi)星，上面安裝有監(jiān)測伽瑪射線的儀器，用于監(jiān)視蘇聯(lián)和中國進行核試驗時產生的大量伽瑪射線。1967年這顆衛(wèi)星發(fā)現了來自宇宙空間的伽瑪射線突然增強，隨即又快速減弱的現象，這種現象是隨機發(fā)生的，大約每天發(fā)生一到兩次，強度可以超過全天伽瑪射線的總和，并且來源不是在地球上，而是宇宙空間。由于保密的原因，關于伽瑪射線暴的首批觀測資料直到1973年才發(fā)表[3] ，并很快得到了蘇聯(lián)Konus衛(wèi)星的證實。 由于伽瑪暴的持續(xù)時間非常短暫，而且方向不好確定，起初對伽瑪暴的研究進展十分緩慢，連距離這樣的基本物理量都難以測定，1980年，基于Ginga衛(wèi)星的觀測結果，許多人相信伽瑪射線暴是發(fā)生銀河系中的一種現象，成因與中子星有關，并圍繞中子星建立起數百個模型。20世紀80年代中期，美籍波蘭裔天文學家玻丹·帕琴斯基提出，伽瑪射線暴發(fā)生在銀河系外，是位于宇宙學距離上的遙遠天體，然而這種觀點并沒有得到普遍認可。 1991年美國發(fā)射了康普頓伽瑪射線天文臺（CGRO），這顆衛(wèi)星的八個角上安裝了八臺同樣的儀器BASTE，能夠定出伽瑪射線暴的方向，精度大約為幾度，幾年時間里，對3000余個伽瑪暴的系統(tǒng)巡天發(fā)現，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)生在遙遠的宇宙學尺度上的觀點，并且引發(fā)了帕欽斯基與另一位持相反觀點的科學家拉姆的大辯論。 如果伽瑪射線暴確實位于宇宙學尺度上，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，往往在幾秒時間里釋放出的能量就相當于幾百個太陽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，其亮度就與除它以外的整個宇宙一樣明亮，它在50秒內釋放出的能量相當于銀河系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，再現了宇宙大爆炸后千分之一秒時的高溫高密情形。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)星能夠準確地測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鏡在伽瑪暴未消逝之前尋找其光學對應體提供了強有力的支持。在它的幫助下，天文學家們率先發(fā)現了1997年2月28日爆發(fā)的一個伽瑪暴的光學對應體，稱為伽瑪暴的“光學余輝”，后來又陸陸續(xù)續(xù)地發(fā)現了數個類似的余輝，不僅有可見光波段的，也有射電波段，X射線波段，并且還證認出了伽瑪暴的宿主星系，對宿主星系紅移的觀測證實，伽瑪暴遠在銀河系以外，是宇宙學距離上的天體，余輝的發(fā)現使人們能夠在伽瑪暴發(fā)生后數月甚至數年的時間里對其進行持續(xù)觀測，大大推動了伽瑪暴的研究。  伽馬射線暴是1967年美國Vela衛(wèi)星在核爆炸監(jiān)測過程中由克萊貝薩德爾(Klebesadel)等人無意中發(fā)現的。 恒星的誕生和老恒星的死亡是聯(lián)系在一起的。超大質量恒星迅速老化、爆炸，散發(fā)出的星際塵埃快速充斥于星云之中，超大質量爆炸產生的新物質也被噴發(fā)進星云之中，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，可推測包裹黑暗伽馬射線暴的塵埃團可能是孕育恒星的誕生之地。  冷戰(zhàn)時期，美國發(fā)射了一系列的軍事衛(wèi)星來監(jiān)測全球的核爆炸試驗，在這些衛(wèi)星上安裝有伽馬射線探測器，用于監(jiān)視核爆炸所產生的大量的高能射線。偵察衛(wèi)星在1967年發(fā)現了來自浩瀚 伽馬射線暴宇宙空間的伽馬射線在短時間內突然增強的現象，人們稱之為“伽馬射線暴”。由于軍事保密等因素，這個發(fā)現直到1973年才公布出來。這是一種讓天文學家感到困惑的現象：一些伽馬射線源會突然出現幾秒鐘，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)星對伽馬射線暴進行監(jiān)視，差不多每天都能觀測到一兩次的伽馬射線暴。 至今人們已經觀測到了2000多個伽馬暴。 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。當一顆有太陽150倍的恒星爆炸時，將會產生宇宙中最明亮的光源，在短短幾秒鐘內就會釋放出太陽在十億年才能釋放出的能量。這相當于10的39次方噸爆炸物所釋放的能量。 這種爆炸會產生高能輻射粒子束，稱之為伽瑪射線爆發(fā)(gamma-ray bursts ，GRBs)，這被天文學家認為是宇宙中最高能量之所在。這是由天文學家認為是最強大的東西在宇宙中。更為重要的是，伽瑪射線爆發(fā)會使得我們在其他星體上發(fā)現生命的希望落空。 態(tài)度樂觀的科學家們認為，我們在宇宙中并不孤單。但如果真的有其他生命存在，那么到底為什么會尋而不見呢？有一種解釋認為是在宇宙中生命是極為 罕見的，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，最長也可持續(xù)數小時。 在地球上，伽瑪射線由放射性元素衰變產生，是對生物非常危險。而這些超強的伽瑪射線束是由最具能量的恒星——超超新星(hypernova)爆炸而來。超超新星是我們所熟知的超新星(supernova)的一個更為壯觀的版本。當這種情況發(fā)生時，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”著這個宇宙。假如有像地球一樣的星球，經過數十億年的進化，居住其中的生命具備智能，掌握了先進技術，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)生于進化程度較低的社會中，智能生命將比我們所以為的更難生存下來。這個問題被稱作費米悖論(Fermi paradox)。 伽瑪射線爆發(fā)將成為宇宙中最亮的光源，首次發(fā)現于冷戰(zhàn)時期。在20世紀60年代后期，美國發(fā)射一系列軍事衛(wèi)星監(jiān)視蘇聯(lián)核試驗殘留伽瑪輻射的任何證據。他們衛(wèi)星的確發(fā)現了伽瑪射線，卻是從數十億光年外而來。 由于伽瑪射線爆發(fā)是如此明亮，我們可以在宇宙各個角落從極為遙遠的距離觀察到伽瑪射線爆發(fā)。我們平均每天都發(fā)現在一個伽瑪射線爆發(fā)，這意味著一個星系在10萬年至100萬年間會經歷一次爆發(fā)，這從宇宙的標準來說是十分罕見的。 據目前我們所知，銀河系從來沒有經歷過伽馬射線爆發(fā)。最有可能發(fā)生爆發(fā)的恒星距我們大約7500光年。這個距離雖然對于地球來說已經足夠安全，但是爆發(fā)產生的光亮仍會讓地球夜如白晝。 |
