談到X射線,大家已不會陌生了。有關X射線的一些情況在前麵我們已經談了一些。接下來我們所要談的X射線,不是產生於實驗室,或者出自X光機,而是存在於宇宙間的X射線。這種X射線是30多年前,在一次實驗時被意外發現的。
1962年,一位名叫羅斯的科學家把一台X射線探測器送到大氣的上層,目的是想探測月球表麵,由太陽光引起的X射線發射問題。在這次實驗中,羅斯意外地得到了一個重要的收獲。他發現位於太陽係以外的天蠍星座是一個X射線源,它能夠輻射出極強的X射線。這是人們在宇宙發現的來自太陽係以外的第一個能夠輻射X射線的星體,被叫做“天蠍座X-1”。這種X射線星體與其他一些恒星相比,有著很特殊的性質。它不是像太陽光那樣以普通光子的形式,向外發光放熱,而是以X射線的方式,向周圍空間釋放出巨大的能量。“天蠍座X-1”的亮度很微弱,通常用天文望遠鏡是難以觀察到的,但是,它向外輻射的X射線卻異常強大;很容易用儀器探測到。這一點與太陽相比有顯著的差別。我們知道,太陽在發光發熱的同時,也有X射線被輻射出來,但是,太陽輻射出的X射線僅占總的輻射的1%,又有厚厚的大氣層作屏蔽,這些X射線對人類不會產生什麼傷害。然而,“天蠍座X-1”情況就大不相同了,它所輻射的X射線的功率,比太陽發出的總功率還要大1000~10000倍。也就是說,“天蠍座X-1”產生的X射線強度要比太陽產生的X射線強度大十幾億~一百萬億倍。幸好這顆天體距離地球十分遙遠,因此對我們人類不會構成危險。
除了“天蠍座X-1”之外,宇宙間是否還存在其他的X射線源呢?隨著航空航天技術的飛速發展,人類已經把一顆顆探測衛星送入了太空,在幾百千米到幾千千米的高空,常年累月地巡查搜索。至今,科學家們已發現了幾百個X射線源,其中有些X射線源發射X射線的區域是很小的,而有些X射線源是彌散在宇宙間的一個範圍的,人們無法確定相應的星體是誰。
宇宙間X射線的發現,引起了科學家們極大的興趣。這是因為人們通過對來自宇宙的X射線的研究,可以更加深入地探索宇宙的奧秘,並進一步了解這一類星體的性質。那麼,X射線源是一類什麼樣的星體呢?它為什麼能夠輻射出如此巨大的能量呢?太陽是恒星,“天蠍座X-1”也是恒星,它們之間的區別是什麼呢?太陽內部通過質子的聚變釋放大量的光和熱,這為人類生存創造了適宜的環境。那麼,X射線源又是怎麼一回事呢?對於這些問題的回答,科學家們目前尚無統一的認識。有的科學家認為X射線源位於銀河係內,這是離太陽係最近的龐大星係輻射的X射線。X射線源是銀河係中一些高密度的天體,它們憑借著強大的吸引力,將周圍鄰近星體中的物質吸收過來,這些物質在強引力場的作用下,獲得了巨大的加速度,使得它們的溫度可以高達10億攝氏度以上。當這些物體與星體相互作用時,它們的運動速度急劇改變,於是便向外輻射出高能量的X射線。
另外,有些科學家推測,一些X射線源的核心部分,很可能是一個“黑洞”。所謂黑洞並不是黑乎乎的大深洞,而是一種特殊的天體。這種天體的密度異常的大,每立方厘米高達1017~1018克。這樣高的密度究竟有多大呢?打個比方,喜馬拉雅山是世界著名的大山,當我們將它裝入到一個小小的火柴盒裏,這時火柴盒的密度就可以達到黑洞的密度。因此,黑洞具有極其強大的吸引力,物體一旦被它吸引住,就好像掉進一個“無底洞”,永遠也別想再跑出來,這種天體就連小小的光子也不放過。由於光子隻能被它“吞噬”,發射不出來,人們自然無法看到它,為此科學家們賦予這種天體以“黑洞”的美稱。