一般認(rèn)為是大質(zhì)量恒星死亡時(shí)產(chǎn)生的一種“長暴”現(xiàn)象,往往與遙遠(yuǎn)的超新星爆發(fā)相關(guān)。大質(zhì)量恒星迅速耗盡核燃料后,由于核心無法再繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生能量,于是在自身重力作用下坍縮,迅速形成一個(gè)黑洞。在理論上,坍縮過程中能量會(huì)沿著兩個(gè)極窄的方向以高能輻射的形式發(fā)射出去,這就形成了伽瑪暴。
“天極”望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)原理圖
伴隨著“天宮二號”升空的荷載實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)到了史無前例的14項(xiàng),因此,這個(gè)“天上宮闕”堪稱中國航天史上“最忙碌”的空間實(shí)驗(yàn)室。其中唯一國際合作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“天極”望遠(yuǎn)鏡被形象地稱為“小蜜蜂”,它不是普通的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,而是目前國際上最靈敏的伽瑪射線暴偏振探測儀器,工作時(shí)如同小蜜蜂的“復(fù)眼”一般,精密捕捉遙遠(yuǎn)宇宙中突然發(fā)生的伽瑪射線暴(簡稱伽瑪暴)現(xiàn)象。
伽瑪暴綻放最美“生命之花”
認(rèn)識(shí)了伽瑪射線才能了解伽瑪暴。中科院高能物理研究所研究員、“天極”伽瑪暴偏振探測儀項(xiàng)目首席科學(xué)家張雙南解釋說,伽瑪射線與可見光一樣,是電磁波的一種。
電磁波按波長從長到短,可分為無線電波、微波、紫外線、X射線和伽瑪射線等。而伽瑪射線是波長最短、能量最高的電磁波,它的能量比可見光大幾十萬倍以上。伽瑪射線還有很強(qiáng)的穿透性。地球有大氣層保護(hù),各種伽瑪射線無法到達(dá)地面,探測只能在太空進(jìn)行。
伽瑪暴是宇宙伽瑪射線暴的簡稱,是伽瑪射線大爆發(fā)。一般情況下,恒星在生命最后時(shí)刻,內(nèi)部會(huì)發(fā)生劇烈爆發(fā),可能會(huì)伴隨著強(qiáng)烈的伽瑪射線爆發(fā)。雖然這種伽瑪射線輻射持續(xù)時(shí)間長則不過幾千秒,短則不足百分之一秒,然而其亮度卻超過全宇宙其它天體的總和,輻射能量比太陽一生(百億年)輻射的總能量還多得多,猶如恒星最后的“生命之花”,將一生的輝煌在一瞬間綻放。
另外,當(dāng)兩個(gè)黑洞或者中子星最后并合在一起的時(shí)候,也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的伽瑪射線的爆發(fā),這種爆發(fā)的能量通常比我們一般所知道的超新星爆發(fā)的總能量要高成千上萬倍,也被稱為是宇宙大爆炸之后最劇烈的天體的爆發(fā)現(xiàn)象。
從1973年公布發(fā)現(xiàn)伽瑪暴以來,關(guān)于它的起源及物理過程一直是天文學(xué)和物理學(xué)中活躍的前沿領(lǐng)域。1997年至今,伽瑪暴的觀測研究4次被《科學(xué)》雜志評為年度世界十大科技成就之一。
“小蜜蜂”偏愛伽瑪暴