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实验室伽马射线有助于理解黑洞属性/宇宙诞生...

2018-01-19 10:50:49

伽马射线暴是宇宙中最明亮的爆发 图片来源:趣味科学网站

      在太空中产生的伽马射线是由恒星核心的核聚变产生的,因为无法穿透地球大气层,因此无法到达地球的低层大气层,只能在太空中被探测到。太空中的伽玛射线是在1967年由一颗名为“维拉斯”的人造卫星首次观测到。从20世纪70年代初由不同人造卫星所探测到的伽马射线图片,提供了关于几百颗此前并未发现到的恒星及可能的黑洞。于90年代发射的人造卫星(包括康普顿伽马射线观测台),提供了关于超新星、年轻星团、类星体等不同的天文信息。

  据报道,一个国际科研团队借助地球上最强烈的激光,首次在实验室中制造出“迷你”版伽马射线暴,证实了目前用于研究伽马射线爆发的模型是正确的。新研究有助进一步理解黑洞的属性,以及宇宙的诞生甚至演化历程。

  伽马射线暴是光的强烈爆发,是人们观测到的最明亮事件,持续时间仅几秒,有些甚至能被肉眼看到。不过,科学家并不真正了解其源头。有人认为有些伽马射线暴是先进外星文明发出的信号;也有人认为,伽马射线暴源于黑洞等大质量天体。但研究伽马射线暴面临几个问题:它们不仅仅持续时间短,且源于遥远的星系,有些星系甚至距地球数十亿光年。

      理论预测指出,黑洞释放出来的光束主要由电子和其反物质——正电子组成,这些光束必定拥有强烈的自生磁场,磁场周围粒子的旋转会释放出强大的伽马射线暴,但这些磁场如何产生却不为人知。

  最近有人提出,厘清伽马射线暴的最佳方法是,在实验室小规模再现它们。来自美国、英国、法国和瑞士的科学家通过使用地球上最强烈的激光——卢瑟福·阿普尔顿实验室的双子星激光,成功创造了这一现象首个小规模“复制品”。

  在最新实验中,研究人员首次观察到一些在伽马射线暴生成中扮演重要角色的关键现象,比如持续很长时间的磁场自生等。这些观测能够佐证与这些磁场的强度和分布有关的一些重要理论预测。简而言之,实验独立证实了,目前用于研究伽马射线爆发的模型是正确的。

  发表在《物理评论快报》杂志上的最新论文为研究伽马射线暴的属性开辟了全新途径。了解伽马射线暴如何形成,将使我们能更多地了解黑洞,从而进一步研究宇宙的诞生和演化。

     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”。

    无论如何,人类追寻来自浩瀚宇宙的神秘能量———伽马射线暴的势头不会因为一系列的疑惑而减少,相反,科学家会更加努力地去探索。作为天文学的基础研究,这种探索对人们认识宇宙,观察极端条件下的物理现象并发现新的规律都是很有意义的。

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