α射線是氦原子核流，

β放射是電子流

γ射線，波長小于0.1納米的電磁波，是比X射線能量還高的一種輻射.

李啟斌提出了本世紀(jì)7個(gè)天文研究領(lǐng)域。其中有3個(gè)涉及地外能量探索，一個(gè)是和暗物質(zhì)有關(guān)的暗能量，一個(gè)是具有巨大輻射能量的類星體，還有一個(gè)則是來自河外的巨大能量源棗伽瑪射線爆。

人類已經(jīng)看到的太空物質(zhì)只有百分之幾，還有百分之九十幾的物質(zhì)是黑暗的，人類沒有看到的，這就是暗物質(zhì)。

提到暗物質(zhì)，人類很容易想到“黑洞”。黑洞是暗物質(zhì)的一種。黑洞的引力非常大，從地球上發(fā)射的衛(wèi)星要達(dá)到第一宇宙速度7．8公里／秒才能沖出大氣層，而在黑洞上以光速發(fā)射還是無法超越其巨大的引力。根據(jù)霍金的黑洞理論，根據(jù)對周圍事物的觀測可以確定黑洞。如果其周圍事物往下掉，那么就會(huì)發(fā)出X光，產(chǎn)生X光暈，根據(jù)對X光的觀測就可以測定黑洞。如果觀測到某顆星一直圍繞著空心轉(zhuǎn)動(dòng)，那么也可以推測其軌道中間存在著黑洞。

對類星體的探討屬于天體劇烈活動(dòng)領(lǐng)域的觀測。李啟斌解釋說，類星體的神秘點(diǎn)在于其每秒輻射的能量比整個(gè)銀河系1000億顆星體的總和還大。天文學(xué)家推測，其中一定存在著提供能量的獨(dú)特方法。

伽瑪射線爆的發(fā)現(xiàn)是戲劇性的。人們最初觀測伽馬射線是為了監(jiān)測核試驗(yàn)，當(dāng)儀器偶然對準(zhǔn)空中時(shí)，發(fā)現(xiàn)了來自太空的伽馬射線。人們由此發(fā)現(xiàn)了發(fā)射伽馬射線的星體，其中有一部分是爆發(fā)性的。空間探測器的觀測結(jié)果顯示了伽馬射線爆平均每天一次的頻繁程度。

伽馬射線爆跟類星體一樣具有很強(qiáng)的能量。李啟斌樂觀的講，如果能夠觀測和分析出它們的能量來源，說不定可以解決人類的能源危機(jī)和以破壞環(huán)境為代價(jià)的能源開采。

2003年末，美國《科學(xué)》雜志評出年度十大科技成就，關(guān)于宇宙伽馬射線的研究入選其中。這項(xiàng)研究增進(jìn)了對宇宙伽馬射線爆發(fā)的理解，證實(shí)伽馬射線爆發(fā)與超新星之間存在聯(lián)系。

6500萬年前，一顆撞向地球的小行星曾導(dǎo)致了恐龍的滅絕。然而據(jù)英國《新科學(xué)家》雜志2003年披露，來自外太空的殺手遠(yuǎn)不止小行星一個(gè)，最新科學(xué)研究顯示，早在4億年前，地球上曾經(jīng)歷過另外一次生物大滅絕，而罪魁禍?zhǔn)拙褪倾y河系恒星坍塌后爆發(fā)的“伽馬射線”！

在天文學(xué)界，伽馬射線爆發(fā)被稱作“伽馬射線暴”。

究竟什么是伽馬射線暴？它來自何方？它為何會(huì)產(chǎn)生如此巨大的能量？

“伽馬射線暴是宇宙中一種伽馬射線突然增強(qiáng)的一種現(xiàn)象。”中國科學(xué)院國家天文臺(tái)趙永恒研究員告訴記者，伽馬射線是波長小于0.1納米的電磁波，是比X射線能量還高的一種輻射，它的能量非常高。但是大多數(shù)伽馬射線會(huì)被地球的大氣層阻擋，觀測必須在地球之外進(jìn)行。

冷戰(zhàn)時(shí)期，美國發(fā)射了一系列的軍事衛(wèi)星來監(jiān)測全球的核爆炸試驗(yàn)，在這些衛(wèi)星上安裝有伽馬射線探測器，用于監(jiān)視核爆炸所產(chǎn)生的大量的高能射線。

偵察衛(wèi)星在1967年發(fā)現(xiàn)了來自浩瀚宇宙空間的伽馬射線在短時(shí)間內(nèi)突然增強(qiáng)的現(xiàn)象，人們稱之為“伽馬射線暴”。由于軍事保密等因素，這個(gè)發(fā)現(xiàn)直到1973年才公布出來。這是一種讓天文學(xué)家感到困惑的現(xiàn)象：一些伽馬射線源會(huì)突然出現(xiàn)幾秒鐘，然后消失。這種爆發(fā)釋放能量的功率非常高。一次伽馬射線暴的“亮度”相當(dāng)于全天所有伽馬射線源“亮度”的總和。隨后，不斷有高能天文衛(wèi)星對伽馬射線暴進(jìn)行監(jiān)視，差不多每天都能觀測到一兩次的伽馬射線暴。

伽馬射線暴所釋放的能量甚至可以和宇宙大爆炸相提并論。據(jù)趙永恒研究員介紹，伽馬射線暴的持續(xù)時(shí)間很短，長的一般為幾十秒，短的只有十分之幾秒。而且它的亮度變化也是復(fù)雜而且無規(guī)律的。但伽馬射線暴所放出的能量卻十分巨大，在若干秒鐘時(shí)間內(nèi)所放射出的伽馬射線的能量相當(dāng)于幾百個(gè)太陽在其一生(100億年)中所放出的總能量！

在1997年12月14日發(fā)生的伽馬射線暴，它距離地球遠(yuǎn)達(dá)120億光年，所釋放的能量比超新星爆發(fā)還要大幾百倍，在50秒內(nèi)所釋放出伽馬射線能量就相當(dāng)于整個(gè)銀河系200年的總輻射能量。這個(gè)伽馬射線暴在一兩秒內(nèi)，其亮度與除它以外的整個(gè)宇宙一樣明亮。在它附近的幾百千米范圍內(nèi)，再現(xiàn)了宇宙大爆炸后千分之一秒時(shí)的高溫高密情形。

然而，1999年1月23日發(fā)生的伽馬射線暴比這次更加猛烈，它所放出的能量是1997年那次的十倍，這也是人類迄今為止已知的最強(qiáng)大的伽馬射線暴。

成因引發(fā)大辯論

關(guān)于伽馬射線暴的成因，至今世界上尚無定論。有人猜測它是兩個(gè)中子星或兩個(gè)黑洞發(fā)生碰撞時(shí)產(chǎn)生的；也有人猜想是大質(zhì)量恒星在死亡時(shí)生成黑洞的過程中產(chǎn)生的，但這個(gè)過程要比超新星爆發(fā)劇烈得多，因而，也有人把它叫做“超超新星”。

趙永恒研究員介紹說，為了探究伽馬射線暴發(fā)生的成因，引發(fā)了兩位天文學(xué)家的大辯論。

在20世紀(jì)七八十年代，人們普遍相信伽馬射線暴是發(fā)生在銀河系內(nèi)的現(xiàn)象，推測它與中子星表面的物理過程有關(guān)。然而，波蘭裔美國天文學(xué)家帕欽斯基卻獨(dú)樹一幟。他在上世紀(jì)80年代中期提出伽馬射線暴是位于宇宙學(xué)距離上，和類星體一樣遙遠(yuǎn)的天體，實(shí)際上就是說，伽馬射線暴發(fā)生在銀河系之外。然而在那時(shí)，人們已經(jīng)被“伽馬射線暴是發(fā)生在銀河系內(nèi)”的理論統(tǒng)治多年，所以他們對帕欽斯基的觀點(diǎn)往往是付之一笑。

但是幾年之后，情況發(fā)生了變化。1991年，美國的“康普頓伽馬射線天文臺(tái)”發(fā)射升空，對伽馬射線暴進(jìn)行了全面系統(tǒng)的監(jiān)視。幾年觀測下來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)伽馬射線暴出現(xiàn)在天空的各個(gè)方向上，而這就與星系或類星體的分布很相似，而這與銀河系內(nèi)天體的分布完全不一樣。于是，人們開始認(rèn)真看待帕欽斯基的伽馬射線暴可能是銀河系外的遙遠(yuǎn)天體的觀點(diǎn)了。由此也引發(fā)了1995年帕欽斯基與持相反觀點(diǎn)的另一位天文學(xué)家拉姆的大辯論。

然而，在十年前的那個(gè)時(shí)候，世界上并沒有辦法測定伽馬射線暴的距離，因此辯論雙方根本

無法說服對方。伽馬射

線暴的發(fā)生在空間上是隨機(jī)的，而且持續(xù)時(shí)間很短，因此無法安排后續(xù)的觀測。再者，除短暫的伽馬射線暴外，沒有其他波段上的對應(yīng)體，因此無法借助其他波段上的已知距離的天體加以驗(yàn)證。這場辯論誰是誰

非也就懸而未決。幸運(yùn)的是，1997年意大利發(fā)射了一顆高能天文衛(wèi)星，能夠快速而精確地測定出伽馬射線暴的位置，于是地面上的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和射電望遠(yuǎn)鏡就可以對其進(jìn)行后續(xù)觀測。天文學(xué)家首先成功地發(fā)現(xiàn)了1997年2月28日伽馬射線暴的光學(xué)對應(yīng)體，這種光學(xué)對應(yīng)體被稱之為伽馬射線暴的“光學(xué)余輝”；接著看到了所對應(yīng)的星系，這就充分證明了伽馬射線暴宇宙學(xué)距離上的現(xiàn)象，從而為帕欽斯基和拉姆的大辯論做出了結(jié)論。

到目前為止，全世界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了20多個(gè)伽馬射線暴的“光學(xué)余輝”，其中大部分的距離已經(jīng)確定，它們?nèi)渴倾y河系以外的遙遠(yuǎn)天體。

趙永恒研究員說，“光學(xué)余輝”的發(fā)現(xiàn)極大地推動(dòng)了伽馬射線暴的研究工作，使得人們對伽馬射線暴的觀測波段從伽馬射線發(fā)展到了光學(xué)和射電波段，觀測時(shí)間從幾十秒延長到幾個(gè)月甚至幾年。

超新星再次引發(fā)爭論

難題一個(gè)接著一個(gè)。

2003年3月24日，在加拿大魁北克召開的美國天文學(xué)會(huì)高能天體物理分會(huì)會(huì)議上，一部分研究人員宣稱它們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些迄今為止最有力的跡象，表明普通的超新星爆發(fā)可能在幾周或幾個(gè)月之內(nèi)導(dǎo)致劇烈的伽馬射線大噴發(fā)。這種說法一經(jīng)提出就在會(huì)議上引發(fā)了激烈的爭議。

其實(shí)在2002年的一期英國《自然》雜志上，一個(gè)英國研究小組就報(bào)告了他們對于伽馬射線暴的最新研究成果,稱伽馬射線暴與超新星有關(guān)。研究者研究了2001年12月的一次伽馬射線暴的觀測數(shù)據(jù)，歐洲航天局的XMM—牛頓太空望遠(yuǎn)鏡觀測到了這次伽馬射線暴長達(dá)270秒的X射線波段的“余輝”。通過對于X射線的觀測，研究者發(fā)現(xiàn)了在爆發(fā)處鎂、硅、硫等元素以亞光速向外逃逸，通常超新星爆發(fā)才會(huì)造成這種現(xiàn)象。

大多數(shù)天體物理學(xué)家認(rèn)為，強(qiáng)勁的伽馬射線噴發(fā)來自恒星內(nèi)核坍塌導(dǎo)致的超新星爆炸而形成的黑洞。麻省理工學(xué)院的研究人員通過錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡追蹤了2002年8月發(fā)生的一次時(shí)長不超過一天的超新星爆發(fā)。在這次持續(xù)二十一小時(shí)的爆發(fā)中，人們觀察到大大超過類似情況的X射線。而X射線被廣泛看作是由超新星爆發(fā)后初步形成的不穩(wěn)定的中子星發(fā)出。大量的觀測表明，伽馬射線噴發(fā)源附近總有超新星爆發(fā)而產(chǎn)生的質(zhì)量很大的物質(zhì)存在。

反對上述看法的人士認(rèn)為，這些說法沒有排除X射線非正常增加或減少的可能性。而且，超新星爆發(fā)與伽馬射線噴發(fā)之間存在時(shí)間間隔的原因仍然不明。

無論如何，人類追尋來自浩瀚宇宙的神秘能量———伽馬射線暴的勢頭不會(huì)因?yàn)橐幌盗械囊苫蠖鴾p少，相反，科學(xué)家會(huì)更加努力地去探索。“作為天文學(xué)的基礎(chǔ)研究，這種探索對人們認(rèn)識(shí)宇宙，觀察極端條件下的物理現(xiàn)象并發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律都是很有意義的。”趙永恒研究員說。

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二○○三年九月，美國有學(xué)者對奧陶紀(jì)晚期的化石標(biāo)本進(jìn)行了研究，他們猜測，在那個(gè)時(shí)期，一百種以上的水生無脊椎動(dòng)物在一次伽馬射線爆發(fā)中從地球上永遠(yuǎn)地消失了。研究人員表示，伽馬射線爆發(fā)可能形成酸雨氣候，使地球上的生物直接受到酸雨的侵蝕，同時(shí)，伽馬射線對臭氧層的破壞加大了紫外線的輻射強(qiáng)度，那些淺水域生活的無脊椎動(dòng)物在紫外線的輻射下數(shù)量逐漸減少，直至從地球上滅絕。

標(biāo)簽：伽馬射線什么