费米空间望远镜的第一年

Francis Reddy
译自NASA，2009年10月28日NASA的费米伽玛射线空间望远镜在第一年的工作中，以空前的分辨率和灵敏度测绘了整个天空。</>它捕获了超过1000个离散伽玛射线（能量最高的光线）源。这些成果的完成是一种衡量，给人们提供了关于空间和时间（在爱因斯坦的理论中统一为时空）根本结构的稀有实验证据。费米大面积望远镜（LAT）的首席研究员、来自加州帕洛阿尔托（Palo Alto）市斯坦福大学的彼得·米切尔森（Peter Michelson）说：“物理学家希望，能把爱因斯坦在相对论中表达出来的引力观用处理所有基本作用力的某种东西替代。理论很多，但检验方法却很少。”在这张插图中，一个光子（紫色）携带的能量是另一个（黄色）的100万倍。一些理论家预言，高能光子的传播存在延迟，原因是它们会与时空理论中的泡沫结构发生更强的相互作用。而费米对同一伽玛射线暴中两个光子的观测数据没有表现出这一点，因此就排除了某些新的引力理论。下面的动画链接展示了科学家预期观测到的时间延迟。大图请点击 动画请点击 SVS的其他版本请点击（图片提供：NASA/Sonoma State University/Aurore Simonnet）许多新的引力理论将时空描绘成漂移的泡沫结构，其物理尺度相当于电子的万亿分之一。有些模型预言，时空的泡沫会使得高能伽玛射线光子的运动速度比低能光子慢得多。这样的模型违背了爱因斯坦的断言，也就是所有的电磁辐射，包括射电波、红外线、可见光、X射线和伽玛射线，在真空中都以同样的速度传播。2009年5月10日，费米与其他卫星探测到了一个所谓的短伽玛暴，爆发名为GRB 090510。天文学家认为，这样的爆发是在双中子星碰撞时产生的。地面研究表明，这个爆发发生在73亿光年外的一个星系中。在费米LAT在这次持续2.1秒的爆发中探测到的大量光子中，有两个能量差异100万倍。而在传播了70亿光年后，这对光子到达时间差只有0.9秒。米切尔森说：“那些预言光速强烈依赖于能量的新引力理论被这一测量排除了。这两个光子在百万万亿分之一的精度上以同样的速度传播。爱因斯坦仍旧占据主导。”费米望远镜探测到了1000余个伽玛射线源。其中的一半与一类叫做耀变体的活动星系有关。这段动画展示了2008年8月4日起以北银极为中心分布的耀变体在一年内的活动。这片天区包括大熊座、室女座、狮子座、牧夫座以及后发座。动画请点击 SVS的其他版本请点击（图片提供：NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration）费米的第二台仪器——伽玛暴监视器已经探测到了来自250余个伽玛暴的低能伽玛射线辐射。LAT观测到了来自12个的高能辐射，其中有3次爆发是创记录的。GRB 090510拥有迄今观测到的最快的运动速度，抛射物以光速的99.99995%运动。迄今在爆发中探测到的最高能量光子来自9月的GRB 090902B，能量是334亿电子伏特，或者说相当于可见光能量的130亿倍。去年的GRB 080916C有着最大的总能量，相当于典型超新星的9000倍。LAT每三小时扫描全天一次，可以让费米小组的科学家愈发精确地目睹极端宇宙。马里兰州格林贝尔特NASA戈达德航天中心的任务科学家朱莉·麦克内里（Julie McEnery）说：“我们发现了超过1000个稳定的伽玛源。而且将其中的将近一半与其他波段的已知天体联系了起来。”最常见的源是耀变体，它们是遥远的星系，其中的大型黑洞朝向我们发出高速运动的喷流。现在，耀变体的数目已经超过了500个。我们的银河系中的伽玛源包括46颗脉冲星以及两个中子星快速环绕年轻热星运转的双星系统。华盛顿NASA总部天体物理学分部的部长乔恩·莫尔斯（Jon Morse）说：“费米小组干得很漂亮，他们让望远镜入役，并开始了科学观测。现在，费米可以履行独特的科学承诺，在极端宇宙作出新颖且极具影响力的发现，而且还不仅仅于此。”这张伽玛射线的全天图象是根据费米LAT一年的观测数据绘制的，是迄今极端宇宙的最好图象。这张全天图标出了在天空中的不同方向上LAT探测300兆电子伏特以上能量的伽玛光子的速率，这一能量相当于可见光的1.2亿倍。大图请点击 SVS的其他版本请点击 （图片提供：NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration）NASA的费米伽玛射线空间望远镜是天体物理学与粒子物理学的联合项目，与美国能源部联合开发，来自法国、德国、意大利、日本、瑞典和美国的学术机构和合作者对其作出了重要贡献。点击这里查看2009年10月28日NASA关于费米望远镜发现的发布会多媒体内容。内容来自 Bo Zhang's Homepage

奇点天文转载只用于免费给天文爱好者阅读，如您觉得侵犯文章版权，请联系管理员删除，同时我们也对侵犯您的版权表示歉意。

本文由奇点天文作者上传并发布，奇点天文仅提供文章投稿展示，文章仅代表作者个人观点，不代表奇点天文立场。