伽玛射线暴简介产生的原因是什么

伽玛射线暴(Gamma Ray Burst, 缩写GRB) , 又称伽玛暴 , 是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强 , 随后又迅速减弱的现象 , 持续时间在0.1-1000秒 , 辐射主要集中在0.1-100 MeV的能段 。伽玛暴发现于1967年 , 数十年来 , 人们对其本质了解得还不很清楚 , 但基本可以确定是发生在宇宙学尺度上的恒星级天体中的爆发过程 。伽玛暴是目前天文学中最活跃的研究领域之一 , 曾在1997年和1999年两度被美国《科学》杂志评为年度十大科技进展之列 。
【伽玛射线暴简介产生的原因是什么】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 。
短暴更为让人迷惑 。它们的起落时间非常短 , 不会是超新星 , 而爆发的能量并不足以构成恒星的爆发 。许多研究者认为 , 它们是由超致密的中子星(可能也是中子星与黑洞)碰撞产生的 。两种情况都会产生另一个黑洞 。
伽马射线暴的能源机制至今依然远未解决 , 这也是伽马射线暴研究的核心问题 。随着技术的进步 , 人类对宇宙的认识也将更加深入 , 很多现在看来还是个谜的问题也许未来就会被解决 , 探索宇宙的奥秘不但是人类追求科学进步的必要 , 这些谜团的解开也终将会使人类自身受益 。