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宇宙线是什么? 宇宙线是一种来自宇宙的高能粒子流,既是可以轰开原子核坚固堡垒的微观“炮弹”,又携带着宇宙起源、天体演化、空间环境和太阳活动等宇观信息,是一种不请自来、普天同降的宝贵科学资源。自1912年Hess乘热气球发现宇宙射线以来,研究宇宙线本身和萃取其携带的信息的努力就从未中断过。 在宇宙线被发现后的前40年科研活动中,人们主要是把宇宙线当作神秘、未知的微观大千世界世界的一大宝藏来挖掘,当作可轰开原子核坚固堡垒的高能炮弹来利用。但,一个最最基本的问题总是萦绕在人们头脑中,挥之不去: 它来自哪里?(起源) 寂静空旷的宇宙深处,时时刻刻都有人们看不见的宇宙线亦即高能粒子飞行,这是由于天体演化过程中不断地产生粒子流,这些粒子流有些来自超新星爆发,有些来自黑洞喷流,有些源自太阳爆发事件;它们一旦进入地球大气层即是敲碎原子核的利器。在其与大气层的原子核相碰撞的过程中,产生大量的高能次级粒子,继而引发连锁式的核反应、电磁级联和弱衰变,在大气中产生大量的新粒子驰向地面;其中的大多数被土壤吸收,还有的譬如μ子和中微子则可钻入地球深处,后者甚至穿透地球继续前行。 宇宙线的起源和传播是高能天体物理学中一个重要的问题。宇宙线是各种天体演化过程的产物,特别是各种高能天体物理过程的产物,携带着这些过程的丰富信息。 在本次纪念世界著名物理学家赫斯的公众讲座中,中国科学院高能物理所的谭有恒研究员告诉我们,宇宙线包括以质子为主的各类元素的原子核,以及大约只有原子核总数的1%左右的少量高能电子。其中约87%质子,12%α粒子(氦核子),其余大部分是原子核、电子、γ射线和超高能微中子也构成一小部分宇宙射线。宇宙线粒子的动能跨越十四个数量级,不同的能量反映了不同的起源。太阳宇宙线的能量最低,大约以10GeV作为起点,从100GeV到1017eV?0?2的宇宙线主要起源于银河系内,而能量高于1017?0?2eV的宇宙线,主要来自于银河系外的广垠宇宙。而地球表面的宇宙线流量大约随着能量的反平方而降。大量不同的粒子能量反映着多样性的源头。现在人们测到的宇宙线最高能量达10的20次方电子伏特。(宇宙线具有跨十几个数量级的连续能谱。最高能粒子的能量近北京电子对撞机的百亿倍)初级宇宙线的成分 在低能(*GeV级): 质子~87% 氦核~12% 其它重核 ~1%(其中Li 、Be 、B组和 Fe 组超丰) 及少量电子、珈玛、反粒子 在超高能(>100TeV):只有EAS间接测量,质子为主与铁等重核为主已的争论仍未结束。这是因为EAS实验结果的解释长期因作用模型与初级成分假定的相互纠缠而有二义性。随着LHC的进入超高能区,此老大难题的最终解决自会有期。 它来自哪里? 今天,人类仍然不能准确说出宇宙射线是由什么地方产生的,但科学家们普遍认为宇宙线主要是恒星生命末端灾变的产物(如超新星爆发及其遗迹星云和脉冲星;大质量黑洞及以它为中心的活动星系核等);它们无偿地为地球带来了日地空间环境的宝贵信息。科学家希望接收这些射线来观测和研究它们的起源和宇观环境中的微观变幻。 超新星爆发是银河系内最猛烈的高能现象。银河系超新星爆发的平均能量输出可以满足维持银河宇宙线能量密度的需要。蟹状星云等超新星遗迹强烈发射高度偏振的非热射电辐射,它们应当是高能电子在磁场中的同步辐射。超新星遗迹中存在着大量的高能电子,应当是宇宙线高能电子的发源地。人们普遍设想超新星爆发及其遗迹也应当发射高能原子核,成为宇宙射线的主要来源。
7个有关伽马射线的惊人事实
当一颗拥有150倍太阳的恒星爆炸时,它将产生宇宙中最亮的光源。几秒钟后,它将释放出太阳在10亿年后释放出的能量。这相当于39立方吨炸药释放的10吨能量。这次爆炸产生一束高能辐射粒子,称为伽马射线暴(GRB),天文学家认为这是宇宙中能量最高的一次。天文学家认为这是宇宙中最强大的东西。更重要的是,伽马射线爆发将使我们在其他恒星上寻找生命的希望化为泡影。乐观的科学家相信我们并非宇宙中唯一的一个人。
但如果还有其他生命,为什么我们找不到它?有一种解释认为生命在宇宙中是极其罕见的。原因是宇宙中存在伽马射线爆发。X射线爆发包含一束惊人的伽玛射线粒子,通常持续几秒到几分钟,甚至几小时。在地球上,伽马射线是由放射性元素衰变产生的,对生物非常危险。这些超强伽马射线束来自最具能量的恒星超新星的爆炸。超新星是我们所知的超新星的更壮观的版本。当这种情况发生时,爆炸会以非常高的速度将大量有害的伽马射线送入太空。
在许多伽马射线照射的地方,生命几乎完全灭绝。正因为如此,伽马射线爆发不断地“洗血”宇宙。如果有像地球这样的行星,经过几十亿年的进化,生活在其中的生命拥有智慧,掌握先进技术,能够建造太空船,那么他们就可以逃离星系,找到其他行星。如果伽马射线爆发发生在进化程度较低的社会,智能生命将比我们更难生存。这个问题叫做费米悖论。伽马射线暴将是宇宙中最亮的光源,最早是在冷战时期发现的。
20世纪60年代末,美国发射了一系列军用卫星,以监测苏联核试验遗留伽马辐射的任何证据。他们的卫星确实发现了伽马射线,但它们来自数十亿光年之外。因为伽马射线暴是如此明亮,我们可以在宇宙的各个角落从很远的距离观察伽马射线暴。我们平均每天都会发现伽马射线爆炸,这意味着一个星系将在10万到100万年内经历爆炸,这在宇宙标准中是非常罕见的。据我们所知,银河系从未经历过伽马射线爆发。最有可能爆炸的恒星距离地球约7500光年。尽管这段距离对地球来说足够安全,但火山爆发所产生的光仍会使地球像黑夜一样白昼。
天文学家在剧烈的恒星爆炸后发现的伽马射线暴的威力有多大?
伽马射线是一种能量最高的光,比X射线还厉害,可以轻易穿过金属物或混凝土墙。恒星爆炸、正负电子彼此湮灭,或放射性原子发生衰变,都可以产生伽马射线。下面,我们来谈一谈有关这些高能光子的惊人事实。
1.“伽马射线”这个名字来自欧内斯特·卢瑟福
1900年,法国化学家保罗·维拉德从镭元素衰变产物中,首次发现了伽马射线。不过,其名称是新西兰著名物理学家欧内斯特·卢瑟福起的。
当科学家首次研究原子核的衰变现象时,基于辐射可穿透铅屏障有多远,他们确定了三种类型的射线。卢瑟福用希腊字母表中前三个字母命名了这三种射线。遇到铅屏障,阿尔法射线会被弹开,贝塔射线会穿进去一点,伽马射线可以穿入得更深一些。今天,我们知道阿尔法射线就是氦原子核(两个质子和两个中子),贝塔射线是电子或正电子,而伽马射线就是一种光。
2. 深空中有着伽马射线暴
当一个不稳定的铀原子核发生核裂变时,它会释放出大量的伽马射线。用来发电的核反应堆以及核弹头,都是基于核裂变制造出来的。上个世纪60年代,美国发射了伽马射线探测卫星,用来监视全球的核试验。他们发现了远比预期更多的“核爆炸”。天文学家们最终意识到,这些爆炸并不是来自苏联等国进行的核试验,而是来自宇宙深空。它们被命名为伽马射线暴。
今天我们知道,伽马射线暴有两种类型。一种是质量非常大的恒星爆炸时产生的。另一种是中子星与别的东西发生碰撞时产生的,碰撞的对象可能是另一个中子星或黑洞。
3. 为研究伽马射线暴,天文学家需要使用太空望远镜
从太空射向地球的伽马射线,会与大气中的分子相撞。这使得伽马射线几乎无法抵达地球表面。这其实是件好事,因为我们可以免遭受到这种致命辐射的伤害。
但是,对于想研究伽马射线暴的天文学家来说,这就有点麻烦了。天文学家必须向太空发射一个望远镜,而且其中还有着不少挑战。例如,你不能用普通的透镜或镜子来聚焦伽马射线,因为伽马射线会直接穿过它们。许多太空望远镜,例如2008年发射升空的费米伽马射线太空望远镜,使用了一种特制的探测器来检测伽马射线。当伽马射线射入探测器后,会撞到金属靶上并产生电子-正电子对,探测器通过检测产生出的电子对来寻找伽马射线。
4. 一些伽马射线来自雷暴
上个世纪90年代,一些太空望远镜探测到的来自地球的伽马射线,最终发现是来自于雷暴云。静电积聚在云内,最终导致闪电的出现,而静电就像一个巨大的粒子加速器,创造出成对的电子和正电子,然后发生湮灭并产生伽马射线。这些伽马射线的产地位于高空,只有经过的飞机会遭受到它们的“洗礼”,这也是航班需要远离雷暴的原因之一。
5. 伽马射线在希格斯玻色子的发现中发挥了关键作用
大部分的亚原子粒子(结构比原子更小的粒子)是不稳定的,它们一旦形成,几乎在瞬间就会衰变为其他的粒子。例如,希格斯玻色子(即“上帝粒子”,它可以使得其他粒子具有质量)可以衰变为许多不同类型的粒子,包括伽马射线。尽管理论预言,希格斯玻色子衰变为伽马射线只有0.2%的概率,但衰变产物只是两股伽马射线,所以这种类型的衰变是相对容易识别的。事实上,科学家们第一次发现希格斯玻色子时,他们就检测到了这种类型的衰变。
6. 医生可使用“伽马刀”
进行脑部手术
足够强的伽马射线可以破坏生物细胞,但我们也可以利用这种破坏力。医生有时会用“伽马刀”来破坏大脑中的癌细胞或其他病变细胞。这通常需要把多束伽马射线集中在需要被摧毁的细胞那里。每一束伽马射线能量相对较小,基本不会损害健康的脑组织。但在伽马射线集中的地方,强大的能量就足以杀死癌细胞。
大脑的结构复杂精密,使用传统的手术刀进行手术风险较大。而使用“伽马刀”进行手术风险较低,因为它无需开颅,而且还具有定位准确、损伤小等优点。
7. 伽马射线(间接地)
使得地球有了生命
在太阳核心中,氢原子核聚集在一起会发生聚变。聚变发生时,一个副产品就是伽马射线。伽马射线使得太阳核心能持续处于炽热状态。一些伽马射线会逃逸到太阳的外层,并与电子或质子相撞,逐渐失去能量。当它们失去能量时,它们变成紫外线、可见光和红外线。红外线使得地球保持着合适的温度,而可见光可以让地球上的植物进行光合作用。可见,地球生命也间接依赖于伽马射线。
伽玛射线暴是宇宙中由星体活动引发的伽马射线暴增事件,在地球上看其表现为来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强,随后又迅速减弱的现象,超新星爆发和中子星合并等都会引发伽马射线暴。
伽马射线暴的威力有多大?其实不用看太空中的超新星爆发,了解一下医院医生做手术用的“伽马刀”就知道了,它实际上并不是真正的刀,而是一个布满直准器的半球形头盔(或者圆环形舱室),里面能射出数百条钴60的伽玛射线,经过CT和磁共振等现代影像技术将这些嘎玛射线精确地定位于治疗部位(靶点),就可以摧毁靶点组织,它因功能尤如一把手术刀而得名,不是刀而胜是刀,有不需要全麻、不开刀、不出血和无创伤无感染等优点。
伽玛刀所利用的不过是钴60这种元素放射出的伽马射线,相比之下,超新星爆发产生的伽马射线暴要高无数个量级,如果在超新星爆发产生的伽马射线暴百亿公里距离的路径上有行星的话,那么行星很可能被直接汽化掉。
伽马射线暴是射线中的最强能量形式之一,超新星引发的感冒声线报持续时间在0.1-1000秒,辐射主要集中在0.1-100 MeV的能段,虽然其时间如此之短,然而释放的能量却比太阳一生百亿年中核聚变释放能量的总和还要多。
伽马射线暴发现于1967年,最初时是美国人为了监测前苏联的核试验而发现的,美国的间谍卫星发现每天都有1到2次伽马射线突然增强的现象,一度认为前苏联在频繁进行核试验,但又不相信他们每天都在进行核试验,所以后来又发现这种射线爆发来自宇宙深空,后来天文学家们研究后认为它们大多产生于超新星爆发或者大质量天体合并现象。
超新星爆发引发的伽马射线暴能量极强,其发射的单个光子能量通常是典型太阳光的几十万倍。所以它也能够杀死一定范围的宇宙生命,有天文学家的新的研究成果认为伽玛射线暴可能清除了大约90%的星系空间,也就是说在一个星系中,约有90%的星际空间都会因为伽马射线暴的爆发而难以长时间存在生命,这种说法或可以解释地外生命的稀有,也有生物学家认为地球生命曾经在5亿年前遭受过宇宙中的伽马射线暴袭击,造成过生物大灭绝现象,但是地球生命最终存活了下来,并且通过发展演变形成了多姿多彩的生物世界。
好在目前来看我们地球所处的宇宙环境比较安全,因为距离最近的容易发生超新星爆发的恒星也在200光年之外,而伽马射线暴的有效杀伤范围通常不超过50光年。
首先给出答案,伽马射线暴的威力大到无法用具体的数值表示,在宇宙中,它的威力仅次于宇宙大爆炸。
一、惊人的伽马射线暴。如果普通的光线照射到脸上,我们感觉像羽毛一样,那么伽马射线照射到脸上,就像子弹射击。伽马射线是一种电磁辐射的射线,主要来源于原子的衰变裂解。一个伽马射线粒子的能量是普通可见光粒子的10亿倍。伽马射线照射到细胞上,可以让细胞分裂;照射到DNA,可以让DNA粉碎或者改变DNA分子的结构。 伽马射线暴10秒内产生的能量相当于太阳150亿年所发出的能量之和。这就是伽马射线暴的惊人威力。
二、伽马射线暴 意外的发现。其实伽马射线早在一个世纪前就被发现了。但是伽马射线暴确一直到上个世纪60年代才被意外的发现。1962年美国和苏联签署了《全面停止核爆条约》,美国为了监测苏联是否履行条约,发射了数颗带有伽马射线监测器的卫星。(核爆会产生大量伽马射线)美国确实监测到了伽马射线,但是伽马射线不是来自地球,而是来自外太空。科学家通过不断的监测和建立模型,推测出了伽马射线暴的存在。
三、伽马射线暴每天都在发生。
目前通过卫星的监测,伽马射线暴基本上每天都会发生1到2起。那么伽马射线暴是如何产生的呢?科学家研究发现,理论上是由巨大恒星在燃料耗尽时塌缩爆炸或者两颗致密的星体(中子星)合并而产生的。 伽马射线暴如此高的能量对周围星体生命是巨大的威胁,包括地球上的生命体!
伽马射线暴是宇宙中最为高能的事件之一,它们的来源有几种,其中一种是中子星合并,还有一种是超新星爆发。伽马射线暴的持续时间不是固定的,有些只持续不到一秒,有些持续可达十几分钟。
以超新星为例,一次典型的超新星事件所产生的伽马射线暴能够持续大约10秒的时间,能量为10^44焦耳,这相当于太阳在100亿年里所能产生的能量。正因为如此,超新星的亮度在一定时候可以与整个星系相媲美。在2008年发现的伽马射线暴事件——GRB 080319B最为极端,虽然它的来源超新星远在75亿光年之外,但它却能用肉眼看到半分钟,这打破了人眼所能看到的最远纪录。
如果太阳是一颗能够爆发成超新星的大质量恒星,地球将会被伽马射线暴的超高能量完全蒸发掉。如果击中地球的伽马射线暴源距离地球不超过50光年,那么,这足以摧毁地球臭氧层,并引发大量生物灭绝。好在太阳不是大质量恒星,并且地球附近50光年内也没有伽马射线暴源。超新星在一个星系中比较少见,以银河系为例,每过100年才有两三起。
伽马射线暴是超新星爆发或黑洞吞噬物质后喷发形成的宇宙现象,喷射出的伽马射线喷流温度最高可达1万亿,如果其附近存在生命,那几乎没有生还的可能,行星甚至都会被直接摧毁,化为粉末。
比如地球上第一次奥陶纪物种大灭绝,目前最受认同的说法就是距离地球6000光年的一颗衰老恒星发生爆炸,释放出伽马射线。伽马射线在穿越了宇宙后,击中了地球。在击中地球后,伽马射线摧毁了30%的臭氧层,导致紫外线长驱直入,浮游生物因此大量死亡,食物链的基础被摧毁,产生饥荒。同时被伽马射线打乱的空气分子重新组合成带有毒性的气体,这些气体遮挡了阳光中的热量,地球一时没有任何生机。
距离6000光年都能产生如此大的威力,其恐怖程度可想而知,称之为宇宙第一杀器也不为过。
当质量是太阳质量100倍以上的恒星,生命的尽头消亡时,会引发宇宙中最剧烈的爆炸,超超星爆发,一颗新的黑洞由此而诞生了。
大家好!我是“宇宙窥探者”,遨游星辰大海,破解宇宙奥秘!今天带大家一起了解,由超大质量恒星消亡时爆炸坍缩,而引发的黑洞诞生的完整过程,同时 探索 伽马射线暴的威力,如果在银河系的太阳系附近,可以把太阳系所有的行星都烧焦摧毁,威力和破坏力大到难以想象!
宇宙中布满恒星,数量比地球上的沙粒还多,有的已经存在了几十亿年,没有什么事物可以永恒,当它们达到生命的尽头时。 有些会英雄落幕悄然而逝,有些则会发生巨大的爆炸,有些形成超新星,有些则会诞生黑洞。
当其质量是太阳的100倍以上时,当它的内核燃料用尽,核聚变产生的向外扩张的支撑力,不足对抗向内的引力,就会向内核坍缩形成黑洞,因为此时此刻巨大的引力,会超过大质量恒星内部产生的膨胀效应。
例如这颗垂死阶段的恒星大犬座VY星,它的体积是太阳的80亿倍,但和所有恒星一样,它也是一个巨大核聚变反应堆,不停地发生着核聚变反应向外释放着能量,恒星的巨大质量产生的引力在向内吸引着,在过去的几百万年间,聚变爆炸的扩张力和引力势均力敌,但当恒星的燃料用尽时聚变停止,这一僵局将被打破。 无时无刻都存在的引力获得最终胜利,在一毫米内 恒星内核向内塌陷。
这颗漂亮的蓝色妖姬鲜花球体轰然崩溃,从原有的超大体积收缩到很小,新生的Baby黑洞就此诞生。它可一点儿不可爱,第一声啼哭 第一口呼吸,就是它吞噬自己的恒星身体残骸。它的外层恒星物质近乎光速旋转落入黑洞时,温度会变得极高形成极强的磁力和摩擦力,内核中央新生的黑洞不停吞食周围的恒星物质,犹如新生的Baby第一口奶吸得太快太猛。 它吸收恒星气体物质的速度过快,也会突然噎着 呛到 猛烈咳嗽,表现形式就是散发出巨大的能量束。
新生黑洞是由内而外地吞噬恒星,这一切都是陡然发生在毫秒间,恒星的剩余部分还都来不及察觉,原恒星的内核已经没有啦彻底消失了 ,所有恒星在它彻底塌陷崩溃前就已经死亡,终于超大质量恒星的超超星爆发了。它这一爆发毫秒间喷发的能量,就是太阳整个生命历程的100倍还多,爆炸中心形成黑洞以及两道能量喷流,在浩瀚的宇宙中以光速传播,这些能量喷流被称为伽马射线爆发。 它们所包含的能量十分惊人,就能量和动力而言仅次于大爆炸本身,大多数爆炸只能持续几秒钟,但爆炸的威力十分剧烈,伽马射线产生的冲击波可以烧焦周围的一切。
如果爆炸在银河系太阳系附近,太阳系的整个行星都可能被伽马射线蒸发掉,万幸的是 大多数伽马射线爆发,都发生在我们银河系以外,由此当它们向我们提供了很好的研究黑洞,以及宇宙运行机制的线索。 科学家得出结论,我们每观测到一次伽马射线爆发,都意味着一个新的黑洞诞生 ,像新生婴儿用响亮的啼哭告知世人它的存在。
通过记录伽马射线爆发的次数,天文学家可以统计出新诞生黑洞的数量。这一探测一统计科学家吓坏了,每天至少探测到一次伽马射线爆发,这一发现彻底震撼了整个天文学界。前几十年还在讨论黑洞是否存在,这一下光银河系就是数十亿颗黑洞。 宇宙中居然遍布着强大的黑洞,彻底颠覆了人类的认知。
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伽马射线暴是宇宙中某一方向伽马射线强度在短时间内突然增加,然后又减弱的现象。 伽马射线暴是宇宙中最剧烈的爆炸,这种爆炸是由大质量恒星燃料耗尽时候发生爆炸亦或者是中子星黑洞合并产生的。
伽马射线暴是宇宙中最剧烈的爆炸现象之一,其在一秒钟释放的能量相当于太阳100亿年释放出的能和还要多,它可以清楚90%的星际空间,这个过程短则持续千分之几秒,长则可以达到数小时。 伽马射线暴是强烈的一束非常强烈的伽马射线束流,它能杀死一定范围内的生物,更可怕的是伽马射线暴还会定期发生的规律,这对于宇宙生命来说是非常致命的。
科学家在4.5亿年前的物种大灭绝事件可能就是由于伽马射线暴引起, 伽马射线暴的影响下地球的臭氧层消失,地球上的生命直接暴露在各种宇宙射线下,当时这次事件应该造成了地球上75%的物种灭绝。如果一颗恒星发生超星爆炸,而地球又正好在伽马射线流束路径的3000光年,那么地球将会受到很大的影响。
不过幸运的是,地球暂时还不会遇到同样的伽马射线暴事件。
当一颗比我们的太阳大许多倍的巨大恒星坍塌成一个黑洞时,它会释放出不可思议的能量。巨大的能量爆发被称为伽玛射线暴(GRB),通常产生与太阳在其整个生命周期内相同的能量。天文学家最近目睹了遥远宇宙中的两个GRB爆发出有史以来最高的能量,从而为理解这种现象开辟了新途径。
在11月20日发表在《自然》杂志上的三篇论文中,来自全球各地研究人员的合作报告了两个爆发的极端爆发特征:GRB 190114C和GRB 180720B。通常,GRB发出的能量射线处于keV范围内,天文学家已经看到它们产生低于100GeV范围内的脉冲,但是GRB 190114C的测量值高出10倍,在0.2-1 TeV范围内。
大型强子对撞机的质子测试对撞能级此前曾达到了13TeV,能够把质子加速到6.5 TeV的能量。潜伏在蟹状星云中央的中子星一直 在以450 TeV的速度发射伽马射线能量。 但这是天文学家首次从伽马射线暴中检测到TeV级的伽马射线。
国际射电天文学研究中心的天文学家 Gemma Anderson表示:“理论上讲,所有GRB都产生TeV伽马射线,但我们的技术只有到现在才足够先进,我们才能在其消失之前对其进行检测。”
GRB 190114C首先于2019年1月14日被美国宇航局(NASA)的尼尔·盖勒斯·斯威夫特天文台和费米伽马射线太空望远镜所发现。此后科学家借助大气伽玛切伦科夫成像望远镜(MAGIC)进行观测。世界各地的研究人员继续合作关注该事件,并以各种不同的波长(无线电,红外,光学和X射线)对其进行了观察。
Anderson表示:“世界上所有的GRB天文学家都感到非常兴奋,因为这是头一次遇上这样的事情。”
来自澳大利亚的Anderson、其他研究人员与负责澳大利亚射电望远镜致密阵的科学家取得联系,以监测事件和“余辉”。Anderson和她的团队还与南非SKA探路者望远镜合作,研究了GRB 190114C的高低射频爆发。
将所有数据汇总在一起,就可以记录和分析排放光谱。结果有助于证明有关GRB产生的辐射种类的长期理论。科学家称其为“革命性发现”。
团队将继续观测伽马射线暴,但Anderson指出,许多高能量“光”已经消失了。她说:“我们现在仅从中检测到能量非常低的无线电光,但很快它将完全消失,因此我们只能看到来自其宿主星系的光学和无线电光。”
Anderson表示:“是否所有GRB都会产生TeV伽马射线,这是我们现在要 探索 的重大科学问题之一。”
夜晚仰望星空,我们所看到的天体大都是恒星,这些星体基本都位于距离我们3000光年之内,再远就很难看到了,不过如果是大质量恒星爆炸时发生的超新星爆发现象,在数万甚至数十万光年外都仍然能被我们目睹,因为超新星爆发时产生的能量非常巨大。
今年1月份的时候,美国宇航局的Swift卫星发现了一次十分强烈的超新星爆发事件,随后位于智利的阿塔卡马大毫米/亚毫米波阵列(ALMA)望远镜和新墨西哥州的甚大阵列(VLA)射电望远镜也发现了它,此次爆炸被命名为GRB 190114C,并在后续观测中证实了它的位置和性质。
多台天文学仪器观测发现这次超新星爆发发生在70亿光年外,如此遥远的距离上我们仍然能观测到它,一个原因是这次爆发非常强烈,其在几秒钟内释放的能量比太阳100亿年核聚变释放能量的总和还多,天文学家认为它所产生的光线是有观测记录以来在地球上能看到的最亮的光,另一个是因为我们所在的位置正处于它的伽马射线暴前进的路途上。
伽马射线暴是来自宇宙某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强,随后又迅速减弱的现象,持续时间在0.1-1000秒,辐射主要集中在0.1-100 MeV的能段,通常是由超新星爆发和白矮星、中子星或黑洞相互合并时产生的,是已知最强的电磁辐射现象,其单一光子所携带的能量相当于太阳光光子的几十万倍,而GRB 190114C的伽马射线暴被认为是已知最强的。
伽马射线暴还有着极强的摧毁力,它可以在50光年的距离上摧毁行星上的生命,强大的伽玛射线暴对宇宙中生命的产生和发展极为不利。
美国科学家通过计算机模拟后的最新评估认为,伽玛射线暴可能清除了大约90%的星际空间,幸运的是目前来看我们地球属于90%以外的星际空间部分,天文观测也发现目前太阳系100光年之内既没有中子星或者黑洞残骸,也没有能够产生超新星爆发的恒星存在,不过以前和现在虽然没有这方面的威胁,却不代表以后也没有,因为太阳系也是在银河系中运行的,星体之间的距离靠近或者远离都是很正常的。
不过也有科学家认为,地球在5亿年前曾经遭受过伽马射线爆的袭击,好在当时的生物大都生活在海洋中,能够较好地减少伽马射线暴的伤害,但那次事件仍然对当时原始低等的水生生物造成了极大的打击,因为伽马射线暴可以瞬间导致行星表面急剧升温,地面能被烧成琉璃,浅海部分海水能煮沸蒸发。
强大的辐射可破坏生物DNA,并导致行星大气成分发生变化,所以这样的天文事件对于生命的发展十分不利,不过由于伽马射线报发生的时间通常都比较短,所以位于行星另一面的生物并不会被瞬间杀死,如果能熬过行星的大气层和气候的变化,那就有可能会逃过一劫。
看到这么多专业的回答,我不好意思开口了。
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