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天文学家们从新的伽马射线暴中探测到了迄今为止最高能量的光波

文章标签:伽马射线能量到了光波射线   文章来源:中国传统文化   发布时间:2020-05-21 17:13:42

数十亿光年外,星系间两个巨大的爆炸产生了宇宙中最明亮的光波,这是科学家们首次直接观测到这样的现象。

天文学家们从新的伽马射线暴中探测到了迄今为止最高能量的光波

这两个爆炸是伽马射线暴----宇宙中最大能量光波的短暂爆发。

望远镜在探测到第一个射线暴,并在几个月后探测到了第二个射线暴(下文简称‘1月射线暴’),其光波的能量是可见光能量的一千亿倍。

天文学家们从新的伽马射线暴中探测到了迄今为止最高能量的光波

伽马射线暴的出现没有任何前兆,而且在仅数秒钟后就销声匿迹,所以天文学家的动作必须要快。在卫星发现射线暴(以下简称‘1月射线暴’)的50秒后,地面上的望远镜迅速转向射线暴的方向探测到了一束数千光子的光线。

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‘这些是目前我们从伽马射线暴中探测到最高能量的光子’伽马射线科学家贝尔纳迪尼(Elisa Bernardini)在发布会上说道。

全球超过三百位科学家们都在研究这次观测的数据,他们的报告结果将在《自然》杂志发表。

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图源:Sciencealert

其实,伽马射线暴几乎每天都会发生,但是它们没有先兆加之持续时间的短暂使其很难被记录,从而导致了科学家们无法进一步研究其神秘的来源。

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天文学家认为伽马射线暴可能来自于中子星之间的碰撞或者是超新星爆炸(超新星爆炸是当一颗恒星耗尽了内部燃料之后,在重力的作用下塌缩成一个黑洞)

伽马射线科学家波奇(David Berge)发表道:”伽马射线暴是宇宙中释放能量最大的爆炸,一般来说,其数秒所释放的能量就超过了太阳一生所释放能量的总和,它们甚至可以照亮整个宇宙。”

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在简短且强烈的伽马射线爆发之后,通常都带有数小时或数天的余辉。

望远镜观测到了来自最初爆发和余辉的低能量射线。

“我们过去几十年对伽马射线暴的研究,几乎都是靠研究其低能量的余辉来完成的。”来自美国国家航空航天局的海斯(Elizabeth Hays)说道。

在这两次伽马射线暴之前,科学家从来没有探测到过超高能量的伽马射线暴本身。

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在这天,两个美国航天航空局的卫星探测到了来自一个40亿光年外星系中的爆炸。尼尔·格雷尔斯雨燕卫星与费米伽玛射线空间天文台在22秒内就将这个爆炸的坐标发送给了全世界的天文学家们。在收到坐标的27秒后,加那利群岛的天文学家将两架神奇伽马射线望远镜(MAGIC)对准了爆炸来源的坐标。

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图解:NASA发射于2004年11月的雨燕卫星。图源:Wikipedia

这一束光子在接下来的20分钟内持续涌入两台望远镜中,并帮助我们揭露了伽马射线暴一些最为怪异的特征。

“到现在为止,我们大约丢失了伽马射线暴一半的能量收支。且在我们的测量中,超高能量的伽马射线所释放的能量竟然与所有低能量辐射所释放的能量总和差不多,这简直太不可思议了。”负责神奇伽马射线望远镜的协调工作的科学家桑塔勒克卡(Konstancja Satalecka)说道。

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在那次观测中伽马射线暴的光子,虽然从能量与数量上都不及射线暴。但是其仍然值得注意,因为高能光子流在爆炸后10小时被探测到,且持续了整整2小时----此时早已是余辉阶段了。

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在一众论文中,研究者认为是电子散射了光子,从而增加了光子的能量。另一篇关于射线暴的文章也同持此论。其实,科学家们从很早就开始怀疑这样的散射就是在余辉中存在着如此高能光子的原因之一,而两个新射线暴的观测数据首次证明了这一点。

科学家们期望从下次的伽马射线暴中学到更多关于它们的知识。

“我们尤其要感谢那些地基望远镜所做出的贡献,让我们终于可以从一个全新的方式观测伽马射线暴。”

扩展阅读:伽马射线暴

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图解:艺术家想象图,图中为一颗巨大恒星的生命演进,核聚变使得轻元素向重元素转换。当聚变无法产生足够的能力抵抗重力时,恒星将会迅速塌缩成为一个黑洞。从理论上来说,在塌陷的过程中,能量可能顺着悬转中心轴的方向释放从而形成伽马射线暴。

在伽马射线天文学中,伽马射线暴是在遥远星系中发生的极高能量爆炸。它们产生了宇宙中已知最为明亮的电磁波。伽马射线暴的持续时间从十微秒到几个小时不等。伽玛射线暴爆发过后会在其它波段观测到辐射,称为伽玛射线暴的余辉,根据波段不同可分为X射线余辉、光学余辉、射电余辉等。

作者: sciencealert

FY: 神灵之踹

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