gamma ray:能量達到每光子的一兆倍!這是史上最強大的伽瑪射線爆發-PPT教程免费ppt模版下载-道格办公

能量達到每光子的一兆倍!這是史上最強大的伽瑪射線爆發

宇宙中有一種神祕的射線,叫伽瑪射線,也叫γ射線。 γ射線有很強的穿透力,它有利有弊,對細胞有殺傷力,但是醫療上用來治療腫瘤。而來自宇宙的伽瑪射線威力無窮,因為伽瑪射線會發生伽瑪射線暴,伽瑪射線暴是宇宙中發生的最劇烈的爆炸,目前來說沒有之一。

關於γ射線爆發的起源有一種理論認為是巨大恆星在燃料耗盡時塌縮爆炸成超新星或兩顆鄰近的緻密星體碰撞產生的,它們相當於具有無窮能量的「巨超新星」。當一顆大質量恆星變成超新星並釋放出數十億光年外都能看到的雙光束伽馬射線時,就會發生這種能量爆炸。伽瑪暴是宇宙中最富有高能量的現象之一,同時也是科學家研究最少的現象之一,因為相當罕見。由於它們與黑洞的形成密切相關,科學家一直希望能夠有機會更詳細地研究這種罕見的現象。

伽瑪射線暴(Gamma Ray Burst, GRB),顧名思義,這是一種爆發,也就是意味著這是短暫的。伽瑪射線暴短至千分之一秒,長則數小時,會在短時間內釋放出巨大能量。 grb其實很常見,在可觀測的宇宙中每天發生一次,但是我們很少看到那麼長時間的爆發,大部分grb非常短暫(僅持續幾秒鐘),而且大多數發生在遙遠的星系中,再加上很少有這樣的機會發生,所以GRB現象變得格外珍貴。在使用了一系列望遠鏡進行觀測之後,天文學家在2019年1月發現了GRB(命名為GRB 190114C)。 GRB發出的一些輻射是迄今為止觀測到的最高能量,這是天文學歷史上的里程碑。

由於伽瑪射線短暫和轉瞬即逝的性質,科學家在它們消失之前捕捉到源頭。但在多個望遠鏡的幫助下,伽馬射線探測再次被優化了,因此GRB 190114被及時觀測到。其中包括美國國家航空暨太空總署的尼爾‧蓋恩斯‧史威夫特天文台,費米伽馬射線太空望遠鏡,以及位於拉帕爾馬加那利島的、由馬克斯‧普朗克物理研究所(MPP)操作的地面上的雙主大氣伽馬成像切倫科夫(MAGIC)望遠鏡。

當這些望遠鏡觀測到GRB 190114C時,他們觀察到一些能量釋放在1Tera電子伏特(TeV)範圍內,這大約是可見光觀測到的每光子能量的一兆倍。根據先前的觀測,天文學家估計,為了達到這個能量水平,坍縮恆星釋放的物質必須以99.999%的光速運動。換句話說,一個垂死恆星的物質必須被加速到物質所能承受的極限,才能產生這種能量爆發。然後,這些物質會被強行穿過環繞恆星的氣體雲,造成衝擊,進而產生伽瑪射線爆發。

長期以來,科學家一直試圖觀測到GRB釋放出的能量極高的氣體,而這次爆炸是有史以來第一次。這項新的觀測結果是科學家在理解伽瑪暴、它們的源環境以及物質在以99.999%的光速運動時的行為表現方面向前邁出的重要一步。

在未來,多個太空天文台將對產生GRB 190114C的超新星進行觀測,以進一步了解它的環境以及這種極端爆發是如何產生的。特別是,歐洲天文學家利用美國太空總署的哈伯太空望遠鏡獲得了觀察時間,以研究伽馬射線暴的來源環境。天文學家利用ESO的甚大望遠鏡(VLT)和智利的阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)協助這些工作。結合他們的觀察和哈伯所獲得的數據,天文學家能夠更詳細地觀察到這個GRB的主星系(距離地球約50億光年)。

哈伯的觀測表明,這場特殊的爆炸發生在一個密度非常大的環境中,就在一個50億光年遠的明亮星系的中間。這真的很不尋常,這可能是為什麼它會產生如此強大的光。

這一里程碑證明了天文儀器能力的提升和國際合作的重要性。這也符合當今的天文學時代的發展,在這個時代,革命性的發現正變得越來越普遍。隨著時間的推移,過去人們對某些現象的理解和限制越來越少,並且在定期地對這些現象進行研究,相信在未來能夠發現更多伽馬射線暴的秘密。



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