伽玛射线暴
來自遙遠星系的伽馬射線閃爍 / 維基百科,自由的 encyclopedia
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伽瑪射線暴(英語:Gamma-ray burst,縮寫GRB),又稱伽瑪暴,是來自遙遠星系、能量極高的爆炸的光芒。伽瑪射線暴是宇宙中自大爆炸以來能量和光度都最高的電磁脈衝事件。[1]爆發可持續十毫秒至數小時。[2][3][4]最初的伽瑪射線閃光過後,還會留下時間更長、波長更長的「餘輝」(X光、紫外光、可見光、紅外光、微波乃至無線電波)。[5]
當一顆大質量恆星到達生命晚期時,會內爆形成中子星或黑洞,這一爆炸過程稱為超新星或超高光度超新星(英语:superluminous supernova)。科學家相信,絕大部分伽瑪射線暴都來自於此類爆炸事件。有一部分時間較短的伽瑪射線暴很有可能源自於兩顆中子星碰撞的事件。[6]
伽瑪射線暴的來源星系都在數十億光年之遙,意味著此類爆炸事件的能量極高(爆炸在幾秒鐘內所釋放的能量就足以超過太陽在其百億年生命中所釋放的能量總和),[7]也極為罕見(每個星系在一百萬年內只會出現幾次)。[8]人類在歷史上所觀測到的伽瑪射線暴都源於銀河系以外,不過有一種類似的稱為軟伽瑪射線重複爆發源的爆發現象,則是來自於銀河系內的磁星。科學家推測,假如在銀河系內發生伽瑪射線暴,而且爆發的輻射對向地球,這將造成生物集群灭绝。[9]
1967年,原本設計用於探測秘密核武器試驗的帆船號衛星(英语:Vela (satellite))首次探測到伽瑪射線暴。科學家在仔細分析之後,終於在1973年發表此發現。[10]這隨即引發了天文學界的轟動,學者們紛紛提出各種理論模型,試圖解釋這種爆發現象,如彗星互相碰撞或中子星互相碰撞等等。[11]在其後的二十多年間,由於觀測數據的匱乏,林林總總的模型,無一脫穎而出。直到1997年,天文學家在探測到伽瑪射線暴的同時,也觀測到了緊隨的X光和可見光餘輝。利用光譜學分析可見光餘輝的紅移,就可推算爆發來源的距離和總能量。再結合對星系和超新星的研究後,科學家終於能準確測量伽瑪射線暴的確切距離和光度,並且斷定此類事件的確源於遙遠的星系。