伽马线暴
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资讯/Information
放的能量相当于
万亿年太阳光的
总和,但几十年
来人们对其本质
仍不清楚。
快速
自转的沃尔夫—
拉叶星被认为是
持久伽马射线暴
的潜在来源。
沃尔夫—拉叶星是处于演化最后阶段、变成超新星之前的恒星。
科学家最新发现,一个被命名为阿佩普的星云具有风车状螺旋模式,这类结构是包含大质量沃尔夫—拉统的突出特征。
测量该星云的速度显示,其中至少一颗恒星的转速,足以使之在发生超新星爆发时发射出持久的伽马射线暴。
该研究为人类寻找银河系伽马射线暴的来源提供了一个迄今最强有力的“候选目标”。
【文稿】彭 文
【责任编辑】庞 云ecph_pangyun@。
射线暴分类
射线暴可以分为伽马射线暴和X射线暴。
1.伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象之一,产生于特殊的天体过程,包括恒星坍缩、黑洞合并和中子星合并等事件。
根据持续时间,伽马射线暴可以分为长暴和短暴两种类型。
2.X射线暴是指天体的X射线突然增强许多倍的天文现象。
X射线暴的爆发在不到1秒钟的时间内,X射线强度可增大20~50倍,最大流量达10~10焦耳/(米·秒),由此算出的总功率为10~10瓦,以平均持续10秒计,发出的总能量达10~10焦耳。
这种爆发一般会快速重复出现,却又无规律的周期。
按爆发间隔长短可分两种类型:Ⅰ型的间隔时间为几小时到几天,Ⅱ型却只相隔几秒到几分钟。
人类能一直在地球生存下去吗?人类未来早已注定,众人不愿相信目前为止,地球是人类唯一赖以生存的家园。
离开了地球,人类在浩瀚的宇宙中还无法找到一个落脚之地。
虽然现在很多科学家已经开始探索火星,但是现在为止,我们还没有能力在地球上生存下去。
既然如此,很多人就想问,我们能够在地球上一直生存下去吗?关于人类的未来,地球上的科学家有过很多预言,很多预言都涉及到,随着人类的发展,地球可能会面临着很多危险。
大概可以分为两类,一类是来自于地球外部,还有一类是来自于地球内部,或者可以说是人类本身。
来自于地球外部的危险,首先要提的就是小行星撞击地球。
6500万年前的小行星,对地球造成的伤害让人触目惊心。
此外,还有就是宇宙中的伽马射线暴。
伽马射线暴是一种非常恐怖的灾难,释放出的能量可以让周围的星体瞬间被吞没。
而且,这些能量还会传递非常远的距离。
有科学家曾经认为,宇宙会经常发生伽马射线暴,让文明灭绝。
来自地球的内部的危险,一类是人类对地球环境的破坏,让地球的气候发生很大的变化,导致不再适合人类生存。
目前,人类好像正在这条路上越走越远,也许这一天真的会到来。
另外一类是地球文明的发展,导致人工智能变得极为强大,最后可能会让人类作茧自缚。
上面提到的这些危险,可能会发生,但是也有可能被控制在一定范围之内,不会发生,但是有一种危机人类是永远无法避免的。
也就是说,人类的未来其实早已经注定了,很多人却不愿意相信:人类不可能在地球上一直生存下去。
人类无法避免的危机,就是地球的毁灭。
这个事实就已经了我们答案,人类根本不可能一直在地球上生活下去。
地球诞生至今,已经有差不多46亿年的时间,但是总有一天地球会消失,而让地球消失的罪魁祸首就是我们目前的生命之源——太阳。
太阳是一颗恒星。
我们知道,恒星之所以会释放出大量的能量,是因为内部不断进行的核聚变。
而由于核聚变不断发生,太阳内部的氢和氦总有一天会消耗殆尽。
当里面的氢和氦被消耗到一定程度时,太阳就会变成红巨星。
在海拔5000米以上地区利用单粒子方法探测γ暴实验构想--基于水切伦科夫技术刘茂元;厉海金;扎西桑珠;周毅【摘要】Ground extensive air shower experiment is powerless for detecting cosmic ray particles of tens GeV en⁃ergy renge in the GRBs (Gamma Ray Burst) so far, because of its threshold energy. The experimental altitude needs to be increased in order to achieve more effective observation. In the present paper, setting up a water Che⁃renkov detector array at 5200m altitude in Tibet was proposed and the idea of ground experiments on multi-GRB and tens of GeV photon observing can be achieved by using single-particle technology, and also can supportpre⁃dicting for large-scale experiments.%目前,对于伽玛射线暴(Gamma Ray Burst, GRB)的探测,地面广延大气簇射实验由于阈能原因,对几十GeV能区的宇宙线粒子探测无能为力,只有提高实验海拔才能实现更有效的观测。
文章描述了在海拔5000m以上地区建造水切伦科夫(WCD)探测器阵列,利用单粒子技术,来实现地面实验多GRB几十GeV光子的正观测设想,为大规模实验提供预言支持。
如对您有帮助,可购买打赏,谢谢探秘太空中的危险隐患超新星加伽马射线
导语:宇宙中的超新星爆发是非常致命的事件,一旦摊上这事儿,谁也救不了谁。
超新星爆发产生的冲击波对地球生命而言是个噩耗,在地球诞生初期,
宇宙中的超新星爆发是非常致命的事件,一旦摊上这事儿,谁也救不了谁。
超新星爆发产生的冲击波对地球生命而言是个噩耗,在地球诞生初期,太阳系的位置与现在不同,一颗超新星爆发洗礼了地球上的生命,深海中发现的史前鹦鹉螺化石证实了这个推测。
当时太阳系穿过超新星爆发的区域,地球海洋中的无脊椎动物便受到超新星爆发的强烈影响,今天在多种海底生物化石中可发现这些痕迹。
在过去五亿年内,地球曾经非常靠近超新星爆发影响区域,比如距离地球约7500光年外的船底η星云。
这里有一颗质量至少是太阳的90倍的恒星,它可能将终结地球上的生命。
船底η星云是一个即将结束中央核聚变的天体,发生超新星爆发后可对周围时空产生影响,船底η也被称为海山二,距离我们7500光年,这个距离是非常近的,正处于发生超新星爆发的边缘。
美国宇航局钱德拉X射线空间望远镜一升空就对其展开观测,发现它进入了20年一个周期的不稳定期。
目前,船底η星云已经向外喷射出超过10倍太阳质量的物质,恒星风速度可以达到每小时数百万公里,按照这个速度,大约1000年的时间内就会损失一颗太阳的质量。
船底η超新星一旦爆发,可产生强烈的伽马射线暴,这是宇宙中致命的射线,如果对准地球的方向,我们可能受到它的影响。
地球上的
生活常识分享。
伽马射线暴威力多大相对于宇宙的时间尺度而言,人类存在的时间太过短暂了,而短暂的存在使人类产生了一种虚假的安全感,我们很容易误会地球很安全,而宇宙很平静。
事实上对于生命体而言,宇宙充满了危险,而且任何一个来自于宇宙的危险都可以给生命造成毁灭性的打击。
关于宇宙的危险,人类最为熟悉的就是小行星的撞击了,而且地球历史上曾经出现过的几次生物大灭绝也多与小行星的撞击存在着联系。
在我们看来,小行星可能是游离在宇宙中的巨大威胁,而实际上这可能是宇宙中最不起眼的一种危险了,而且以人类现有的科学水平,完全可以对小行星的运行轨迹进行预测。
不过有些来自宇宙的危险不仅无法预测,而且其危险性是小行星完全不能比拟的,比如伽马射线暴。
什么是伽马射线暴呢?伽马射线暴的本质实际上是一种电磁波,而且是电磁波的最高能量形式。
伽马射线暴作为电磁波的最高能量形式,其威力有多大呢?这样说吧,如果伽马射线暴冲击地球,那么毁灭的不仅是地球上的生命,就连地球本身都会被完全气化,消失于无形。
如此强大的冲击,不仅现在的人类没有能力抵御,就是在可预见的未来,人类同样没有任何办法来防御伽马射线暴的攻击。
既然无法防御,那么我们就要换一角度来思考这个问题了,想一想是否能够进行提前预测和躲避,而第一步就是要弄清伽马射线暴的由来。
要探寻伽马射线暴的源头,那还要从恒星说起。
恒星是宇宙中能够发光发亮的天体,但它并不是恒存永续之星,它的光亮是有时限的,熄灭是所有恒星的最终结局。
那么如果我们的地球,被一束伽马射线暴击中将会发生什么情况呢?人类还能生存吗?伽马射线暴是宇宙中最猛烈的能量释放,目前科学界为它定义的持续时间最短为0.01秒,最长可达数小时,其释放的能量相当于太阳几十亿年所释放的总和的上万倍。
科学家通过计算发现强大的伽马射线暴,能够击穿并杀死一定范围内的宇宙生命,根据最新评估认为伽马射线暴,可能清除了大约90%的星系空间。
然而我们的地球,甚至是整个银河系内也时刻会受到伽马射线暴的致命冲击,更致命的是,宇宙中伽马射线暴出现频率是相当频繁的!那么伽马射线暴是如何产生的呢?科学家认为伽马射线暴的产生,是来自于超大质量恒星迅速老化爆炸和超新星爆发,或者中子星和黑洞合并时碰撞产生的。
《超人类伽马射线暴幻想》读书笔记目录一、内容概要 (2)1. 对《超人类伽马射线暴幻想》的简要介绍 (3)2. 作者背景及其创作动机 (3)二、故事背景设定 (5)1. 时间与空间的背景描述 (6)2. 世界观的构建与特点分析 (7)三、主要人物介绍 (8)1. 主角的成长历程与性格特点 (9)2. 其他重要人物的介绍及关系分析 (10)四、故事情节概述 (12)1. 伽马射线暴的发现与研究 (13)2. 超人类的出现与对抗 (14)3. 世界观冲突与解决 (15)五、主题思想探讨 (16)1. 人性的探讨与反思 (16)2. 科技与道德的关系 (17)3. 生存与发展的思考 (18)六、文学手法分析 (19)1. 叙事结构与语言风格 (20)2. 视角与象征手法的运用 (21)3. 情感与哲理的表达 (22)七、个人感悟与收获 (23)1. 对《超人类伽马射线暴幻想》的理解与评价 (24)2. 对相关主题的个人见解与思考 (25)3. 对未来科幻创作的展望 (26)一、内容概要《超人类伽马射线暴幻想》是一本科幻小说,作者是刘慈欣。
这部作品以伽马射线暴为背景,讲述了一群科学家和宇航员在探索宇宙的过程中,发现了一种神秘的能量源,从而引发了一场关于人类命运和宇宙奥秘的冒险。
故事发生在一个遥远的未来,人类已经成功地登陆了月球,并在火星建立了殖民地。
为了进一步拓展人类的生存空间,科学家们开始研究如何利用伽马射线暴来加速星际旅行。
在这个过程中,他们意外地发现了一种名为“超人类”这种能量源具有极高的科技含量,可以为人类带来前所未有的科技突破。
这种能量源并非无害之物,当科学家们试图利用它时,却引发了一系列灾难性的后果。
地球上的生物受到了极大的影响,甚至导致了生态失衡。
为了拯救地球,人类必须寻找一种方法来控制这种能量源,并防止它再次引发灾难。
在这个过程中,一群勇敢的宇航员踏上了太空之旅,他们穿越星际,探索宇宙的奥秘,寻找能够拯救地球的方法。
伽马射线暴的原理哎呀,说起伽马射线暴,这玩意儿可真是个让人头疼的玩意儿。
你可能会想,这跟我有啥关系?别急,听我慢慢道来。
首先,咱们得知道,伽马射线暴,这名字听起来挺高大上的,实际上就是宇宙中的一种现象。
想象一下,有一天,你在公园里悠闲地散步,突然,天空中出现了一道亮瞎眼的闪光,然后,你还没来得及反应,这道光就消失了。
这,就是伽马射线暴的一个小缩影。
但是,这闪光可不是公园里的烟花,它可是来自宇宙深处的。
想象一下,如果把宇宙比作一个巨大的黑暗森林,那么伽马射线暴就像是突然亮起的一束光,照亮了一小块区域。
这束光,就是伽马射线,它的能量超级大,比我们平常见到的光要强得多。
那么,这伽马射线暴是怎么产生的呢?科学家们研究了老半天,最后得出的结论是,这玩意儿可能跟恒星的死亡有关。
想象一下,一颗恒星,它活了几十亿年,终于有一天,它累了,想要休息了。
于是,它开始坍缩,变成了一个黑洞或者中子星。
在这个过程中,它释放出了大量的能量,这些能量以伽马射线的形式,向四面八方扩散开来。
这个过程就像是,你把一个气球吹得大大的,然后突然放手,气球就会“砰”的一声爆炸。
恒星的死亡,就像是宇宙中的气球爆炸,只不过这个爆炸的能量,远远超过了我们能想象的范围。
但是,伽马射线暴的发现,对我们来说,其实是一件挺幸运的事情。
因为,它让我们有机会一窥宇宙的奥秘。
想象一下,如果我们能够捕捉到伽马射线暴的信号,那么我们就可以研究它,了解宇宙的更多秘密。
所以,虽然伽马射线暴听起来很可怕,但它其实是一种美丽的现象。
它就像是宇宙中的烟花,虽然短暂,但却留下了深刻的印象。
最后,回到我们的主题,伽马射线暴的原理,其实就是恒星死亡的一种方式。
它告诉我们,宇宙中的一切,都有始有终。
就像我们的人生,有起有落,有生有死。
但无论怎样,我们都可以在其中找到美丽和意义。
好了,关于伽马射线暴的这点事儿,就聊到这里。
希望下次你抬头看星空的时候,能想起今天聊的这些,也许,你还会看到那一束来自宇宙深处的光。
一种可能观测到伽马射线暴的新技术【摘要】本文介绍了一种可能观测到伽马射线暴的新技术。
在我们简要介绍了伽马射线暴的基本概念和现有观测技术的局限性。
在接下来的我们分别介绍了引入新技术:引力波探测器、中微子探测器、全天文通量观测网络、卫星阵列探测器和深空望远镜网络的相关内容。
结论部分探讨了新技术的重要性、展望未来的观测发展以及重要性和应用前景。
本文对于探索伽马射线暴的观测技术提出了新的可能性,为相关研究和科学发展提供了重要的参考和借鉴。
【关键词】伽马射线暴、新技术、引力波探测器、中微子探测器、全天文通量观测网络、卫星阵列探测器、深空望远镜网络、观测发展、重要性、应用前景。
1. 引言1.1 伽马射线暴简介伽马射线暴(GRB)是宇宙中最强烈的爆发事件之一,释放出比太阳更亮的能量。
GRB通常持续从几毫秒到几分钟不等,但能释放出比整个银河系更多的能量。
它们被认为是恒星爆炸或黑洞合并等极端天体事件所导致的。
GRB的发现可以追溯到20世纪60年代,当时美国军方的军事卫星首次发现了这种强烈的γ射线源。
直到20世纪90年代,人们才开始深入研究和了解GRB的性质。
通过观测和研究,科学家们逐渐揭示了GRB的起源和演化过程,以及它们在宇宙中的重要作用。
GRB的研究受到现有观测技术的局限性所限制,因为GRB的持续时间短,位置难以精确定位,而且在其他波段上往往难以探测到。
寻找新的技术和方法来观测和研究GRB变得至关重要。
随着科技的不断发展,一种可能观测到伽马射线暴的新技术正在被引入并逐渐成熟。
1.2 现有观测技术的局限性1. 空间覆盖度不足。
传统的伽马射线暴观测技术通常只能在特定的方向上进行观测,导致对伽马射线暴整体性质的了解不足。
2. 灵敏度不高。
现有的伽马射线暴观测技术在探测伽马射线暴时往往需要较高的能量阈值,导致对低能量伽马射线暴事件的观测不足。
3. 时间分辨率有限。
传统观测技术在对伽马射线暴进行时间分析时存在一定的限制,难以精确测量伽马射线暴事件的起始和结束时间。
一、实验背景宇宙,这个浩瀚无垠的宇宙,自古以来就吸引了无数人的目光。
从古代的天文学到现代的宇宙学,人类对宇宙的认识不断深入。
然而,宇宙的奥秘依然深不可测,充满了神秘与未知。
为了进一步揭示宇宙的奥秘,我国科研人员开展了多项宇宙探索实验。
本报告将对其中几个具有代表性的实验进行梳理和分析。
二、实验项目及成果1. 中国锦屏地下实验室项目简介:中国锦屏地下实验室位于四川凉山彝族自治州的锦屏山地下2400米深处,由清华大学牵头建设,是世界最深、最大、最纯净的极深地下实验室。
实验成果:为了探测暗物质,科研工作者们日夜不休地在此开展实验。
经过多年的努力,实验室在《物理评论快报》等物理学顶级期刊发表了120多篇论文,取得多项前沿成果。
实验室不仅用于暗物质研究,还将成为多学科交叉的综合研究平台。
2. 中国科学院高能物理所伽马暴研究项目简介:中国科学院高能物理研究所研究员陈松战团队在《思想大爆炸-对话科学家》栏目中介绍了我国在伽马暴研究方面取得的成果。
实验成果:科学家们最近发现了一次非常特殊的伽马射线暴(伽马暴)GRB221009A,被认为是迄今为止最亮的伽马暴。
此次观测到的伽马暴对于支持伽马暴存在高能辐射的理论模型提供了证据,同时挑战了传统的伽马暴余辉标准模型。
这一成果对于探究宇宙中星系的形成和演化过程有重要意义。
3. 爱因斯坦探针卫星项目简介:爱因斯坦探针卫星是由中国科学院国家天文台牵头,多个国际团队参与研制的一颗专门捕捉宇宙中看不见的焰火”——X射线的卫星。
实验成果:经过多年的努力,项目团队成功突破了一系列关键探测技术,研制出了宽视场X射线望远镜,其观测灵敏度和空间分辨率相比同类型设备提升10倍以上。
自卫星发射以来,团队已探测到新的暂现源17例、恒星耀发168例,并引导国际上多个望远镜开展了跟随观测。
三、实验总结通过以上几个具有代表性的实验,我国在宇宙探索领域取得了显著的成果。
这些实验不仅揭示了宇宙的一些奥秘,还为今后的研究提供了有力的支持。
“不明觉厉”,天宫二号上的实验太空中与地面显著不同的环境条件,使得人类一旦将飞行器发射上天,总要想方设法携带一些仪器、材料进行科学实验。
我国的天宫二号也不例外,并且,它要开展的各类实验达到了史无前例的14项,涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学等多个领域,其中两项由航天员直接参与操作,还有一项国际合作。
这让它成为我国史上实验任务最多的太空飞行器。
这些实验包括哪些内容,能对我们的生活产生什么影响?一起来看看其中的几个代表吧。
“小蜜蜂”探寻伽玛暴首先登场的是“小蜜蜂”,这也是此次天宫二号空间实验室上唯一的一项国际合作实验项目。
它的大名叫“天极”(POLAR),全称“伽玛暴偏振探测仪”。
科学家们之所以给它取了这个昵称,是因为这个仪器是由1600根塑料闪烁棒组成一个阵列,犹如1600个小眼组成一只蜜蜂的复眼。
从全名可知,这只“复眼”不是用来看一般的东西,而是用来探测宇宙中最闪耀的爆炸——伽玛暴。
宇航员王亚平在天宫一号内,为地球上的观众们表演了一回太空中的小实验。
伽玛射线是能量最强的电磁波,它的能量比可见光大几十万倍以上。
伽玛射线暴(简称伽玛暴)是来自宇宙空间的伽玛射线短时间突然增强的现象。
虽然伽玛暴的持续时间长者只有数百秒,短者更是不足数十毫秒,但释放的能量几乎抢了整个宇宙的风头,瞬时亮度甚至有可能胜过全宇宙其他天体的总和。
1997年12月14日发生一次伽玛暴,距离地球远达120亿光年,在50秒内所释放出的伽玛射线能量就相当于整个银河系200年的总辐射能量。
这次伽玛暴持续时间在一两秒内,其亮度与除它以外的整个宇宙一样明亮。
因此,人们把这样壮丽的景象,称为恒星最后的“生命之花”。
但这样的“生命之花”对真正的生命却会带来毁灭:伽马射线对生物有极强的杀伤力。
伽玛暴在宇宙中随时随地可能发生,对我们的影响有多大,取决于伽玛暴的距离。
如果发生在100光年内,且正好对准地球,事情就糟糕了。
有人认为,伽玛暴可能是导致地球4.5亿年前的奥陶纪大灭绝事件(第一次生物大灭绝)的原因之一,在那次事件中,85%的海洋生物灭绝。
伽马射线知识点总结1. 伽马射线的发现伽马射线是1896年由法国物理学家亨利·贝克勒尔发现的,当时他发现了一种具有穿透力的辐射,后来被命名为伽马射线。
贝克勒尔将这种辐射称为伽马射线,以区别于他发现的阿尔法射线和贝塔射线。
2. 伽马射线的性质伽马射线是一种电磁波,它们具有很高的频率和极短的波长。
由于其高能量和高频率,伽马射线具有非常强的穿透能力,能够穿透大部分物质,并且对人体组织和生物体有一定的杀伤作用。
3. 伽马射线的来源伽马射线的主要来源包括天体物理学中的伽马暴、辐射源和核反应中的产物等。
宇宙中有很多产生伽马射线的天体,如恒星、黑洞和中子星等。
此外,伽马射线还是核反应中的产物,如核衰变、核裂变和核聚变等过程都会产生伽马射线。
4. 伽马射线的应用伽马射线具有很多重要的应用,包括医学影像学、核医学、核技术、天文学和材料科学等领域。
在医学影像学中,伽马射线可用于诊断和治疗癌症、心血管疾病和其他疾病。
在核技术领域,伽马射线被用于辐射治疗和核能发电等。
在天文学领域,伽马射线观测可以揭示宇宙中的黑洞、中子星和宇宙射线等神秘现象。
在材料科学中,伽马射线可以用于材料的非破坏性检测和精密测量等。
5. 伽马射线的危害虽然伽马射线在医学、科学和工业领域有很多应用,但它们也具有一定的危害性。
由于伽马射线具有极强的穿透能力,长期暴露在伽马射线下会对人体造成辐射损伤,甚至导致癌症等疾病。
此外,伽马射线还会对电子设备和材料造成损坏,因此在使用伽马射线时必须采取严格的防护措施。
总之,伽马射线是一种高能电磁波,具有极强的穿透能力,广泛应用于医学、科学和工业领域。
尽管伽马射线具有很多优点,但它们也带来一定的危害,因此在使用伽马射线时必须采取严格的防护措施。
希望今后能够通过科学技术的发展,更好地利用伽马射线,并减少其危害性。
7个有关伽马射线的惊人事实作者:来源:《大科技·科学之谜》2017年第04期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。
伽马射线γ射线英文名称:gamma-ray定义:由核子蜕变过程中发射的一种电磁波。
γ射线,又称γ粒子流,是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线,是波长短于0.2埃的电磁波。
γ射线有很强的穿透力,工业中可用来探伤或流水线的自动控制。
γ射线对细胞有杀伤力,医疗上用来治疗肿瘤。
2011年英国斯特拉斯克莱德大学研究发明地球上最明亮的伽马射线--比太阳亮1万亿倍。
这将开启医学研究的新纪元。
伽马射线暴在天文学界,伽马射线爆发被称作"伽马射线暴"。
不断有高能天文卫星对伽马射线暴进行监视,差不多每天都能观测到一两次的伽马射线暴。
伽马射线暴所释放的能量甚至可以和宇宙大爆炸相提并论。
伽马射线暴的持续时间很短,长的一般为几十秒,短的只有十分之几秒。
而且它的亮度变化也是复杂而且无规律的。
但伽马射线暴所放出的能量却十分巨大,在若干秒钟时间内所放射出的伽马射线的能量相当于几百个太阳在其一生(100亿年)中所放出的总能量!在[url=]1997年12月14日[/url]发生的伽马射线暴,它距离地球远达120亿光年,所释放的能量比超新星爆发还要大几百倍,在50秒内所释放出伽马射线能量就相当于整个银河系200年的总辐射能量。
这个伽马射线暴在一两秒内,其亮度与除它以外的整个宇宙一样明亮。
在它附近的几百千米范围内,再现了宇宙大爆炸后千分之一秒时的高温高密情形。
1999年1月23日发生的伽马射线暴比这次更加猛烈,它所放出的能量是1997年那次的十倍,这也是人类迄今为止已知的最强大的伽马射线暴。
[url=][/url]伽马射线-成因伽马射线暴形成的原因,到底是由两个中子星碰撞时产生的还是大质量恒星在死亡时生成黑洞的过程中产生的,至今都没有定论。
γ-ray波长短于0.2埃的电磁波[1][url=][/url]。
放射性原子核在发生α衰变,β衰变后产生的新核往往处于高能量级,要向低能级跃迁,辐射出γ光子.首先由法国科学家P.V.维拉德发现,是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。
伽玛射线暴简介产生的原因是什么本文导读:伽马射线暴是宇宙中发生的最剧烈的爆炸,理论上是巨大恒星在燃料耗尽时塌缩爆炸或者两颗邻近的致密星体(黑洞或中子星)合并而产生的。
伽马射线暴短至千分之一秒,长则数小时,会在短时间内释放出巨大能量。
如果与太阳相比,它在几分钟内释放的能量相当于万亿年太阳光的总和,其发射的单个光子能量通常是典型太阳光的几十万倍。
产生原因恒星的诞生和老恒星的死亡是联系在一起的。
超大质量恒星迅速老化、爆炸,散发出的星际尘埃快速充斥于星云之中,超大质量爆炸产生的新物质也被喷发进星云之中,星云密度变得很大,孕育新的恒星诞生。
在充斥着星际尘埃的星系,大量的恒星生死轮回正在发生着。
由于恒星形成于星际尘埃区域,可推测包裹黑暗伽马射线暴的尘埃团可能是孕育恒星的诞生之地。
关于伽玛射线暴的成因,有人猜测它是两个致密天体如中子星或黑洞的合并产生的,也有观点认为它是在大质量恒星演化为黑洞的过程中产生的。
1998年发现伽玛暴GRB 980425与一个超新星SN Ib/Ic 1998bw相关联。
这是一个重要的发现,暗示伽玛暴的成因可能是大质量恒星的死亡。
2002年,一个英国的研究小组研究了由XMM-牛顿卫星对2001年12月的一次伽玛暴的长达270秒的X射线余辉的观测资料,发现了伽玛暴与超新星有关的证据,发表在2002年的《自然》杂志上。
进一步的研究揭示,普通的超新星爆发有可能在几周到几个月之内导致伽玛射线暴。
大质量恒星的死亡会产生伽玛暴这一观点已经得到普遍认同。
现象分类伽玛暴有两类,短暴(小于2秒)与长暴(大于2秒)。
长暴被普遍认为是“超新星的类似物”,标志着50至100倍于太阳的恒星的毁灭性爆发。
当这样一颗庞大的恒星爆炸时,它会留下一个黑洞,并将这一信息以伽玛射线的形式扫过宇宙。
内在的物理机制首先由加州大学的物理学家Stan Woosley博士提出并发展成形,而他的“坍缩星”模型被认为是解释长暴的主流理论。
伽玛射线γ射线与物质的相互作用γ射线与物质的相互作用机制属于全或无相互作用,不同于α、β射线的多次小相互作用,γ射线穿透物质后强度减小但能力几乎不降低,α、β射线穿透物质后强度减小,能量也降低。
γ射线具有极强的穿透本领。
人体受到γ射线照射时,γ射线可以进入到人体的内部,并与体内细胞发生电离作用,电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子,如蛋白质、核酸和酶,它们都是构成活细胞组织的主要成份,一旦它们遭到破坏,就会导致人体内的正常化学过程受到干扰,严重的可以使细胞死亡。
(1)光电效应γ光子与介质的原子相互作用时,整个光子被原子吸收,其所有能量传递给原子中的一个电子(多发生于内层电子)。
该电子获得能量后就离开原子而被发射出来,称为光电子。
光电子的能量等于入射γ光子的能量减去电子的结合能。
光电子与普通电子一样,能继续与介质产生激发、电离等作用。
由于电子壳层出现空位,外层电子补空位并发射特征X射线。
(2)康普顿效应1923年美国物理学家康普顿(pton)发现X光与电子散射时波长会发生移动,称为康普顿效应。
γ光子与原子外层电子(可视为自由电子)发生弹性碰撞,γ光子只将部分能量传递给原子中外层电子,使该电子脱离核的束缚从原子中射出。
光子本身改变运动方向。
被发射出的电子称康普顿电子,能继续与介质发生相互相互作用。
散射光子与入射光子的方向间夹角称为散射角,一般记为θ。
反冲电子反冲方向与入射光子的方向间夹角称为反冲角,一般记为φ。
当散射角θ=0°,散射光子的能量为最大值,这时反冲电子的能量为0,光子能量没有损失;当散射角θ=180°时,入射光子和电子对头碰撞,沿相反方向散射回来,而反冲电子沿入射光子方向飞出,这种情况称反散射,此时散射光子的能量最小。
(3)电子对效应能量大于1.02MeV的γ光子从原子核旁经过时,在原子核的库仑场作用下,γ光子转变成一个电子和一个正电子。
光子的能量一部分转变成正负电子的静止能量(1.02MeV),其余就作为它们的动能。
被发射出的电子还能继续与介质产生激发、电离等作用;正电子在损失能量之后,将于物质中的负电子相结合而变成γ射线,即湮没(annihilation),探测这种湮没辐射是判明正电子产生的可靠实验依据。
(4)相干散射对低能光子(能量远小于电子静止能量)来说,内层电子受原子核束缚较紧不能视为自由电子。
如果光子和这种束缚电子碰撞,相当于和整个原子相碰,碰撞中光子传给原子的能量很小,几乎保持自己的能量不变。
这样散射光中就保留了原波长。
称为汤姆逊散射(Thomson scattering)或瑞利散射(Rayleigh scattering)或相干散射(coherent scattering)。
由于内层电子的数目随散射物原子序数的增加而增加,外层电子所占比例降低,所以波长不变的散射光子强度随之增强,而波长变长的康普顿散射光子强度随之减弱。
瑞利相干散射引起的散射光子限制在小角度范围内。
即其光子角分布在光子的前进方向有尖锐的峰,偏转光子的能量损失可以忽略。
随着散射光子散射角φ增大,波长不变的瑞利散射光子相对强度逐渐减弱,而波长变长的康普顿散射光子相对强度逐渐增强,同时波长的改变量也逐渐增大。
(5)光致核反应也称为光核吸收,大于一定能量的γ光子与物质原子的原子核作用,能发射出粒子,例如(γ,n)反应。
但这种相互作用的大小与其它效应相比是小的,所以可以忽略不计。
光核吸收的阈能在5MeV或更高,这种过程类似于原子光电效应,但在这一过程中光子为原子核所吸收而不是由围绕核转动的壳层电子,光核吸收一般会引起中子的发射。
光核吸收最显著的特点是“巨共振” (giant resonance)。
光核反应中的巨共振是一种偶极共振,它来自γ光子所引起的核的电偶极激发,称为巨偶极共振(Giant Dipole Resonance,GDR)。
对于轻核,吸收截面的中心约在24MeV。
随着靶核质量数增加,中心能量减小,巨共振峰的位置也随之减小,最重的稳定为12MeV,巨共振的宽度(相应于半最大高度截面的能量差)随靶核而变化,大约为3-9MeV。
即使是共振峰,光核截面比前面提到的光电截面要小,它对总截面的贡献小于10%,然而在辐射屏蔽设计中,光核吸收很重要,因为所发射的中子比入射的光子在重核中具有更大的穿透性。
在辐照技术中引起的放射性显得更重要。
(6)核共振反应入射光子把原子核激发到激发态,然后退激时再放出γ光子。
综述前三种相互作用影响最大,如图1所示。
图1 γ射线与物质的三种主要相互作用示意图对于窄束γ射线(即通过吸收片后的γ光子仅由未经相互作用或称为未经碰撞的光子所组成),μ记作γ射线穿过吸收介质的总线性衰减系数,它包含了γ光子真正被介质吸收和被散射离开准直的两种贡献。
有的研究直接将μ表述为总吸收系数,μ相当于介质对γ射线的宏观吸收截面,μ的量纲为长度的倒数,显然μ值反映了介质对于γ射线的吸收能力。
对于低能γ射线和原子序数高的吸收物质,光电效应占优势;对于中能γ射线和原子序数低的吸收物质,康普顿效应占优势;对于高能γ射线和原子序数高的吸收物质,电子对效应占优势。
三者相对强弱可表示为图2。
图2 γ射线与物质的三种主要相互作用光子能量在100keV至30MeV范围内,后三种次要次要的相互作用方式对于γ射线的吸收所做的贡献小于1%编辑本段伽马射线暴由来在天文学界,伽马射线爆发被称作“伽马射线暴”。
究竟什么是伽马射线暴?它来自何方?它为何会产生如此巨大的能量?“伽马射线暴是宇宙中一种伽马射线突然增强的一种现象。
”中国科学院国家天文台赵永恒研究员告诉记伽玛暴者,伽马射线是波长小于0.1纳米的电磁波,是比X射线能量还高的一种辐射,伽玛暴的能量非常高。
但是大多数伽马射线会被地球的大气层阻挡,观测必须在地球之外进行。
冷战时期,美国发射了一系列的军事卫星来监测全球的核爆炸试验,在这些卫星上安装有伽马射线探测器,用于监视核爆炸所产生的大量的高能射线。
侦察卫星在1967年发现了来自浩瀚宇宙空间的伽马射线在短时间内突然增强的现象,人们称之为“伽马射线暴”。
由于军事保密等因素,这个发现直到1973年才公布出来。
这是一种让天文学家感到困惑的现象:一些伽马射线源会突然出现几秒钟,然后消失。
这种爆发释放能量的功率非常高。
一次伽马射线暴的“亮度”相当于全天所有伽马射线源“亮度”的总和。
随后,不断有高能天文卫星对伽马射线暴进行监视,差不多每天都能观测到一两次的伽马射线暴。
伽马射线暴所释放的能量甚至可以和宇宙大爆炸相提并论。
伽马射线暴的持续时间很短,长的一般为几十秒,短的只有十分之几秒。
而且它的亮度变化也是复杂而且无规律的。
但伽马射线暴所放出的能量却十分巨大,在若干秒钟时间内所放射出的伽马射线的能量相当于几百个太阳在其一生(100亿年)中所放出的总能量!在1997年12月14日发生的伽马射线暴,它距离地球远达120亿光年,所释放的能量比超新星爆发还要大几百倍,在50秒内所释放出伽马射线能量就相当于整个银河系200年的总辐射能量。
这个伽马射线暴在一两秒内,其亮度与除它以外的整个宇宙一样明亮。
在它附近的几百千米范围内,再现了宇宙大爆炸后千分之一秒时的高温高密情形。
然而,1999年1月23日发生的伽马射线暴比这次更加猛烈,它所放出的能量是1997年那次的十倍,这也是人类迄今为止已知的最强大的伽马射线暴。
成因的争论关于伽马射线暴的成因,至今世界上尚无定论。
有人猜测它是两个中子星或两个黑洞发生碰撞时产生的;也有人猜想是大质量恒星在死亡时生成黑洞的过程中产生的,但这个过程要比超新星爆发剧烈得多,因而,也有人把它叫做“超超新星”。
为了探究伽马射线暴发生的成因,引发了两位天文学家的大辩论。
在20世纪七八十年代,人们普遍相信伽马射线暴是发生在银河系内的现象,推测它与中子星表面的物理过程有关。
然而,波兰裔美国天文学家帕钦斯基却独树一帜。
他在上世纪80年代中期提出伽马射线暴是位于宇宙学距离上,和类星体一样遥远的天体,实际上就是说,伽马射线暴发生在银河系之外。
然而在那时,人们已天文观测站经被“伽马射线暴是发生在银河系内”的理论统治多年,所以他们对帕钦斯基的观点往往是付之一笑。
但是几年之后,情况发生了变化。
1991年,美国的“康普顿伽马射线天文台”发射升空,对伽马射线暴进行了全面系统的监视。
几年观测下来,科学家发现伽马射线暴出现在天空的各个方向上,而这就与星系或类星体的分布很相似,而这与银河系内天体的分布完全不一样。
于是,人们开始认真看待帕钦斯基的伽马射线暴可能是银河系外的遥远天体的观点了。
由此也引发了1995年帕钦斯基与持相反观点的另一位天文学家拉姆的大辩论。
然而,在十年前的那个时候,世界上并没有办法测定伽马射线暴的距离,因此辩论双方根本无法说服对方。
伽马射线暴的发生在空间上是随机的,而且持续时间很短,因此无法安排后续的观测。
再者,除短暂的伽马射线暴外,没有其他波段上的对应体,因此无法借助其他波段上的已知距离的天体加以验证。
这场辩论谁是谁非也就悬而未决。
幸运的是,1997年意大利发射了一颗高能天文卫星,能够快速而精确地测定出伽马射线暴的位置,于是地面上的光学望远镜和射电望远镜就可以对其进行后续观测。
天文学家首先成功地发现了1997年2月28日伽马射线暴的光学对应体,这种光学对应体被称之为伽马射线暴的“光学余辉”;接着看到了所对应的星系,这就充分证明了伽马射线暴宇宙学距离上的现象,从而为帕钦斯基和拉姆的大辩论做出了结论。
到目前为止,全世界已经发现了20多个伽马射线暴的“光学余辉”,其中大部分的距离已经确定,它们全部是银河系以外的遥远天体。
赵永恒研究员说,“光学余辉”的发现极大地推动了伽马射线暴的研究工作,使得人们对伽马射线暴的观测波段从伽马射线发展到了光学和射电波段,观测时间从几十秒延长到几个月甚至几年。
超新星再次引发争论难题一个接着一个。
2003年3月24日,在加拿大魁北克召开的美国天文学会高能天体物理分会会议上,一部分研究人员宣称它们已经发现了一些迄今为止最有力的迹象,表明普通的超新星爆发可能在几周或几个月之内导致剧烈的伽马射线大喷发。
这种说法一经提出就在会议上引发了激烈的争议。
其实在2002年的一期英国《自然》杂志上,一个英国研究小组就报告了他们对于伽马射线暴的最新研究成果,称伽马射线暴与超新星有关。
研究者研究了2001年12月的一次伽马射线暴的观测数据,欧洲航天局的XMM—伽马射线暴爆发瞬间牛顿太空望远镜观测到了这次伽马射线暴长达270秒的X射线波段的“余辉”。
通过对于X射线的观测,研究者发现了在爆发处镁、硅、硫等元素以亚光速向外逃逸,通常超新星爆发才会造成这种现象。
大多数天体物理学家认为,强劲的伽马射线喷发来自恒星内核坍塌导致的超新星爆炸而形成的黑洞。