關於伽馬射線暴的成因,至今世界上尚無定論。有人猜測它是兩個中子星或兩個黑洞發生碰撞時產生的;也有人猜想是大質量恒星在死亡時生成黑洞的過程中產生的,但這個過程要比超新星爆發劇烈得多,因而,也有人把它叫做“超超新星”。
為了探究伽馬射線暴發生的成因,引發了兩位天文學家的大辯論。在20世紀七八十年代,人們普遍相信伽馬射線暴是發生在銀河係內的現象,推測它與中子星表麵的物理過程有關。
然而,波蘭裔美國天文學家帕欽斯基卻獨樹一幟。他在上世紀80年代中期提出伽馬射線暴是位於宇宙學距離上,和類星體一樣遙遠的天體,實際上就是說,伽馬射線暴發生在銀河係之外。然而在那時,人們已天文觀測站!
經被“伽馬射線暴是發生在銀河係內”的理論統治多年,所以他們對帕欽斯基的觀點往往是付之一笑。但是幾年之後,情況發生了變化。1991年,美國的“康普頓伽馬射線天文台”發射升空,對伽馬射線暴進行了全麵係統的監視。
幾年觀測下來,科學家發現伽馬射線暴出現在天空的各個方向上,而這就與星係或類星體的分布很相似,而這與銀河係內天體的分布完全不一樣。於是,人們開始認真看待帕欽斯基的伽馬射線暴可能是銀河係外的遙遠天體的觀點了。
由此也引發了1995年帕欽斯基與持相反觀點的另一位天文學家拉姆的大辯論。然而,在十年前的那個時候,世界上並沒有辦法測定伽馬射線暴的距離,因此辯論雙方根本無法說服對方。
伽馬射線暴的發生在空間上是隨機的,而且持續時間很短,因此無法安排後續的觀測。再者,除短暫的伽馬射線暴外,沒有其他波段上的對應體,因此無法借助其他波段上的已知距離的天體加以驗證。
這場辯論誰是誰非也就懸而未決。幸運的是,1997年意大利發射了一顆高能天文衛星,能夠快速而精確地測定出伽馬射線暴的位置,於是地麵上的光學望遠鏡和射電望遠鏡就可以對其進行後續觀測。
天文學家首先成功地發現了1997年2月28日伽馬射線暴的光學對應體,這種光學對應體被稱之為伽馬射線暴的“光學餘輝”;接著看到了所對應的星係,這就充分證明了伽馬射線暴宇宙學距離上的現象,從而為帕欽斯基和拉姆的大辯論做出了結論。
到目前為止,全世界已經發現了20多個伽馬射線暴的“光學餘輝”,其中大部分的距離已經確定,它們全部是銀河係以外的遙遠天體。趙永恒研究員說,“光學餘輝”的發現極大地推動了伽馬射線暴的研究工作,使得人們對伽馬射線暴的觀測波段從伽馬射線發展到了光學和射電波段,觀測時間從幾十秒延長到幾個月甚至幾年。
超新星再次引發爭論難題一個接著一個。2003年3月24日,在加拿大魁北克召開的美國天文學會高能天體物理分會會議上,一部分研究人員宣稱它們已經發現了一些迄今為止最有力的跡象,表明普通的超新星爆發可能在幾周或幾個月之內導致劇烈的伽馬射線大噴發。
這種說法一經提出就在會議上引發了激烈的爭議。其實在2002年的一期英國《自然》雜誌上,一個英國研究小組就報告了他們對於伽馬射線暴的最新研究成果,稱伽馬射線暴與超新星有關。研究者研究了2001年12月的一次伽馬射線暴的觀測數據,歐洲航天局的XMM—伽馬射線暴爆發瞬間!
牛頓太空望遠鏡觀測到了這次伽馬射線暴長達270秒的X射線波段的“餘輝”。通過對於X射線的觀測,研究者發現了在爆發處鎂、矽、硫等元素以亞光速向外逃逸,通常超新星爆發才會造成這種現象。
大多數天體物理學家認為,強勁的伽馬射線噴發來自恒星內核坍塌導致的超新星爆炸而形成的黑洞。麻省理工學院的研究人員通過錢德拉X射線望遠鏡追蹤了2002年8月發生的一次時長不超過一天的超新星爆發。
在這次持續二十一小時的爆發中,人們觀察到大大超過類似情況的X射線。而X射線被廣泛看作是由超新星爆發後初步形成的不穩定的中子星發出。大量的觀測表明,伽馬射線噴發源附近總有超新星爆發而產生的質量很大的物質存在。
反對上述看法的人士認為,這些說法沒有排除X射線非正常增加或減少的可能性。而且,超新星爆發與伽馬射線噴發之間存在時間間隔的原因仍然不明。
無論如何,人類追尋來自浩瀚宇宙的神秘能量———伽馬射線暴的勢頭不會因為一係列的疑惑而減少,相反,科學家會更加努力地去探索。作為天文學的基礎研究,這種探索對人們認識宇宙,觀察極端條件下的物理現象並發現新的規律都是很有意義的。
據國外媒體報道,英國斯特拉斯克萊德大學領導的一個科研小組日前製造出一束地球上最明亮的伽馬射線——比太陽亮1萬億倍。這將開啟醫學研究的新紀元。
物理學家們發現超短激光脈衝可以和電離氣體發生反應,並產生一束極其強大的激光,它甚至可以穿透20厘米厚度的鉛板,要用1.5米厚的混凝土牆才能徹底屏蔽它。
這種超強激光射線有諸多用途,其中包括醫學成像,放射性療法,以及正電子放射斷層造影術(PET)掃描。同時這種射線源還可以被用來監視密封存放的核廢料是否安全。另外,由於這種激光脈衝極短,持續時間僅1千萬億分之一秒,快到足以捕獲原子核對激發的反應,這就使它非常適合用於實驗室中的原子核研究。
此次研究中使用的發射源比一般常見的伽馬射線發射設備要更小也更便宜。實驗在英國科學技術設施協會所屬盧瑟福—阿普爾頓實驗室的中央激光設施中進行,除了斯特拉斯克萊德大學的科學家之外,還有來自格拉斯哥大學以及葡萄牙裏斯本高等技術研究院的科學家參與了這項實驗。
來自斯特拉斯克萊德大學的蒂諾·雅諾辛斯基(DinoJaroszynski)是這項研究工作的負責人。他說:“這是一個重大的突破,它將使我們能更容易地對致密物體內部進行掃描,我們可以借助這項技術監視核聚變裝置內部。
為了證實其應用價值,我們對一根極細的線進行了成像,其直徑僅有25微米,借助伽馬射線以及一項名為‘相襯成像’的新技術,我們得到了非常清晰的圖像。這將讓未來的科研人員得以對射線吸收係數非常低的材料也可以進行很好的成像。
被伽馬射線照亮的材料隻會產生極微弱的陰影,因此仍可以進行良好的觀察。相襯成像是唯一可以讓這些透明材料顯影的方法。它對於癌症的治療也將產生幫助,沒有任何其他激光可以和這種伽馬射線的波長相比,這也是它為何如此明亮的原因。”
他說:“在自然界,如果你對粒子進行加速,例如對電子加速,它們會發出輻射。我們將粒子囚禁在一個緊隨激光脈衝身後的離子腔內,並將它們加速到很高的速度。
腔內的電子也會和激光束發生相互作用,獲得能量並劇烈震蕩,這就像是一個蕩秋千的孩子被人從身後猛推一把。這種劇烈的震蕩,加上電子本身吸收的高能量傳遞給光子,使其具備了極高的能量並產生伽馬射線。
這一切使得這一伽馬射線源具備了超越一切地球上其他光源的亮度。我們所用的加速器是一種新型加速器,稱為‘激光-等離子體尾波場電子加速器’,它使用高能激光和電離氣體來加速帶電粒子,使之達到很高的能級。
這種原理級別的創新使加速器可以變得很小,使之從長達100米的傳統加速器搖身一變,成為可以放進手掌心那樣的迷你型設備。”
伽馬射線爆發被認為主要在離地球100億光年以外的太空中發生。當質量相當於太陽30倍以上的巨大恒星壽命終結,發生超新星爆發並產生黑洞時,隨著黑洞中心出現噴流現象,會有非常強大的伽馬射線在數十秒內爆發性釋放。
伽馬射線是一種強電磁波,具有極強的穿透本領,但因為無法穿透地球大氣層,因此隻能在太空中被探測到。
日本金澤大學和山形大學等機構的研究人員利用去年5月發射的太空帆船“伊卡洛斯”號上的觀測裝置,在去年8月26日觀測到了伽馬射線爆發。
研究小組分析觀測數據,發現伽馬射線波長振動的偏光現象。研究小組認為,偏光是伽馬射線爆發時有強大磁場參與的證據。而且根據觀測分析,可能有多個磁場存在。
夜宇星哈哈一笑,身子斜斜的飛了過來,笑道:“老子殺你隻需要一招,沒想到吧,哈哈哈哈哈哈!”
覃閬絲毫不為所動,心中一片通明,直接一步跨出,一拳打下。隻是一拳,小小的一拳,結果夜宇星的身體防護層層崩壞,瞬間就出現了破滅的狀態,“啊?怎麼可能,我是不朽不滅的,沒有人可以打敗我啊!”
覃閬道:“接受現實吧,你難道還不了解我麼?死來!”
說罷,大手直接抓向他,隻見一片光華一卷,夜宇星直接粉碎,消失在了這個世界上!