什么是伽马射线暴？

伽马暴是宇宙中最强烈、最明亮的爆炸，被认为是在黑洞形成过程中产生的。尽管伽马暴只持续几秒钟，但它产生的能量与太阳存在100亿年所释放的能量相当。

1967年，美国空军一颗名为“船帆”的卫星首次发现了这一神秘现象。据美国国家航空航天局介绍，探测器的设计初衷是为了监视苏联的秘密核试验，但最终却发现了来自太阳系之外的伽马射线——最强大的电磁辐射。当这样的事件发生时，它将短暂地成为可观测宇宙中最亮的伽马射线。

这个艺术家的印象显示了早期宇宙中的两个星系。左边明亮的爆炸是伽马暴。爆炸发出的光穿过这两个星系到达地球(在右边的框架外)。(Image: © ESO/L. Calçada)

从那以后，研究人员通过开发一个快速反应卫星网络和地面天文台，对伽马暴有了更多的了解。一旦探测到伽马暴，这些卫星和地面天文台就会聚在一起。这个网络提供的数据显示，伽马暴位于数十亿光年之外的星系中，在最初的伽马射线耀斑之后，爆发的源头会产生一种能量较低波长的余辉。

伽马暴从何而来?

据美国国家航空航天局(NASA)介绍，人们已经发现，寿命较长的伽玛射线暴与一种名为“超级新星”(hypernovas)的超富超新星有关。这种超级新星是指质量为太阳5到10倍的恒星死亡并内爆进入黑洞。超新星的亮度是一般超新星的100倍，被认为是由自转速度特别快或磁场特别强的恒星产生的，它们的燃烧提供了额外的能量。

但在2005年以前，占此类事件30%的短时间伽马暴一直是个谜，主要是因为它们的速度太快，而且转瞬即逝，无法进行后续观测。在2004年推出后,美国宇航局的Neil Gehrels斯威夫特天文台(以前称为迅速伽马射线Explorer)终于能够记录足够的数据来看到短暂的伽马暴的余辉,找出可能导致当两个恒星尸体被称为超密中子星碰撞,形成了一个黑洞,黑洞或者当吃了一颗中子星。

这样的爆发是如此强烈，以至于它们在时空结构中产生了被称为引力波的涟漪。既然研究人员已经启动了激光干涉引力波天文台(LIGO)，它可以探测到这些碰撞产生的引力波，他们就有望收集到更多关于短时间伽马射线爆发过程的信息。

仍然充满神秘

关于伽马暴还有许多未知的东西。最近的观测表明，从伽马射线爆发中发出的光子都在同一个方向上振荡，但由于某种原因，方向会随着时间而改变。“这可能是什么，我们真的不知道，”瑞士日内瓦大学(University of Geneva)的科学家、该研究的主要研究人员之一梅林·科尔(Merlin Kole)在2019年的这一发现后发表声明说。

伽马射线暴似乎也将能量集中在一个狭窄的光束上，而不是均匀地向各个方向发射，这意味着我们的卫星丢失了许多这样的能量。天文学家估计，虽然卫星每天大约观测到一次伽马射线爆发，但同一时期内大约有500次伽马射线爆发。

大范围望远镜拍摄的绿色小点显示了伽马射线在天空中的爆发位置。(Image credit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration)

到目前为止，伽马暴只在遥远的星系中被发现。然而，在我们的银河系中也有可能发生。奥陶纪大灭绝——地球历史上五大灭绝事件之一——发生在大约4.5亿年前，可能是由伽马射线爆发引发的冰河时代造成的。如果在地球附近发生新的伽马射线爆发，它将剥去我们星球的保护臭氧层，使所有的生命暴露在致命的紫外线辐射下。因此，尽管科学家们可能会很高兴有一天有机会近距离观察到伽马暴，但他们也不会介意在我们的星系中没有观测到伽马暴。

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。