从偶然发现到揭秘宇宙：伽玛射线暴的前世今生

从偶然发现到揭秘宇宙：伽玛射线暴的前世今生

引用

光明网

等

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来源

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1967年，美国空军发射了一颗名为“船帆座”的卫星，其主要任务是监测苏联和中国的核试验。然而，这颗卫星却意外捕捉到了一种神秘的宇宙现象——伽玛射线暴。这种突如其来的高能辐射让科学家们困惑不已，直到1973年，这一发现才被正式公布于世，开启了人类对伽玛射线暴长达半个世纪的研究之旅。

伽玛射线暴（Gamma-Ray Bursts，简称GRBs）是宇宙中最剧烈的恒星级爆发现象之一，其爆发能量可以达到太阳终生释放能量的数百万到数十亿倍。这种现象的主要特征是在短时间内释放出大量伽玛射线，持续时间从几毫秒到几千秒不等，光度极高。

根据持续时间的长短，科学家将伽玛射线暴分为两类：持续时间小于两秒的称为短暴，持续时间超过两秒的则为长暴。前者能谱相对偏硬，后者能谱则相对偏软。大多数伽玛射线暴在瞬时辐射后，还会在射电、红外线、可见光、X射线等多个波段发出持续几天到数周的余辉辐射。

伽玛射线暴的起源一直是天文学界关注的焦点。早期，科学家们曾对伽玛射线暴的来源存在争议：一部分人认为其源自银河系内，另一部分人则认为其来自宇宙深处。1990年代，康普顿伽玛射线天文台的观测数据揭示了伽玛射线暴在天球上的各向同性分布，这强烈支持了其宇宙学起源的观点。

2003年，天文学家首次证实长暴与Ic型超新星相关联，这表明至少一部分长暴起源于大质量恒星的核心塌缩爆炸。2017年，科学家观测到伴随中子星-中子星并合产生的引力波和短暴，进一步证实了短暴的起源。这些发现不仅揭示了伽玛射线暴的物理机制，也为多信使天文学的发展开辟了新途径。

伽玛射线暴对地球的影响不容忽视。有科学家推测，地球历史上几次大规模生物灭绝事件可能与伽玛射线暴有关。例如，距今约4.4亿年前的奥陶纪大灭绝，就有研究认为可能由一次强烈的伽玛射线暴引发。

幸运的是，伽玛射线暴虽然威力巨大，但发生的频率相对较低。对于一个星系来说，平均每1万到100万年才会发生一次。然而，由于宇宙中星系众多，平均每天地球附近仍能观测到2个伽玛射线暴。这些观测数据为研究宇宙早期的物理条件、恒星演化过程以及极端条件下的物理规律提供了宝贵的信息。

随着技术的进步，人类对伽玛射线暴的认识正在不断深化。2024年3月，中国科学院高能物理研究所利用慧眼卫星和极目空间望远镜，成功对迄今最亮的伽马射线暴GRB 221009A进行了高精度测量，这一发现打破了伽马射线暴亮度纪录，比以往探测到的任何伽马射线暴还要亮50倍。

2024年，中法联合研制的SVOM卫星成功发射，这是目前全球对伽马射线暴开展多波段综合观测能力最强的卫星。它将为揭示伽马射线暴的神秘面纱提供新的线索。

伽玛射线暴作为宇宙中最剧烈的爆发现象之一，其研究不仅能够帮助我们更好地理解宇宙的起源与演化，还可能揭示极端物理条件下的新物理规律。随着观测技术的不断进步，我们有理由相信，未来将会有更多关于伽玛射线暴的奥秘被揭开，为人类探索宇宙提供新的视角。