关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

“天宫二号”空间实验之“天极”望远镜(一)

2020.10.26

  说到望远镜,你会首先想到什么?——双筒?“牛反”?亦或是高大上的“哈勃”?

  各种光学望远镜(左上:双筒望远镜;左下:天文爱好者常用的望远镜;右:哈勃空间望远镜)

  我们今天给大家介绍一个更高端的,它的名字叫“天极”,即将随着“天宫二号”一起上天,去探测宇宙中的伽马射线。

  什么?说到伽马射线你就蒙了?别急,医院检查身体所用的X光以及地铁机场安检用的X光就是它的同类~

  不过,“天极”可不是普通的伽玛射线望远镜,它可是探测伽玛暴所发出的伽玛射线的偏振的神器。

  科学“小白”知识 伽玛射线有多神秘?

  大家知道,我们眼睛能看见的光叫做可见光,伽玛射线与可见光一样,都是电磁波。

  电磁波就像湖面的水波,振荡着向前传播。

水波(图片来自网络)

  电磁波按波长(即相邻两个波峰的距离)从长到短,可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽玛射线等等。

  因此,伽玛射线是波长最短、能量最强的电磁波,它的能量比可见光大几十万倍以上。

  伽玛射线有很强的穿透性。

  怎么说呢?如果你想有效遮挡可见光,稍厚的窗帘便能实现,而如果是屏蔽伽玛射线的话,则需要厚厚的墙、铅砖或者….地球大气层。

  凡事都有两面性,我们生活的蓝色星球正因为有大气层,所以宇宙天体产生的各种伽玛射线才无法到达地面毁灭地球生物!而另一方面,也因为有大气层,所以人们要想探测宇宙产生的伽马射线和伽玛暴,就只能在太空中使用卫星实现了。

  伽玛暴是什么?

  恒星的“生命之花”

  伽玛暴是宇宙伽玛射线暴的简称。

  顾名思义,它是宇宙中突然产生的伽玛射线大爆发,就像涓涓细流突然变成滚滚大江。那么,它到底是怎样发生的呢?

  在晴朗的夜空,普通人肉眼可见九千多颗星星,其中大部分是恒星——与太阳同类。有些恒星比太阳大几十倍,它们从形成至死亡的时间(寿命)比太阳短得多。

  在它们一生辉煌即将结束之际,将发生剧烈爆炸,整个恒星解体,星体中心的物质将压缩形成黑洞,黑洞疯狂地吞噬周围物质…...

电影《星际穿越》中的黑洞(图片来自网络)

  然而,并不是所有物质都掉入那无底的深渊,部分物质以近乎光速喷发而出,形成宇宙中最壮丽的“烟花”。

  “烟花”在其内部磁场的作用下将产生极其强烈的伽玛射线辐射,持续时间长则不过几千秒,短则不足百分之一秒,然而其亮度却超过全宇宙其它天体的总和,辐射能量跟太阳一生(百亿年)辐射的总能量相当。犹如恒星最后的“生命之花”,集一生的辉煌于一瞬,化作最美的告别,它们就是伽玛暴。

  伽玛暴--恒星的“生命之花”。左:伽玛暴的正面示意图;右:伽玛暴的侧面示意图 (图片均来自网络)

  从1973年公布发现伽玛暴以来,关于它们的研究一直是天文学和物理学中一个极其活跃的前沿领域。1997年至今,伽玛暴的观测研究曾四次被美国的《科学》杂志评为世界年度十大科技成就之一。

  2013年11月24日,多国研究人员在《科学》杂志同时发表四篇论文,报告了使用在太空运行的望远镜观测到的迄今最亮的伽玛暴(编号GRB 130427A)。它发生在距离地球36亿光年,是来自狮子座的一颗质量达到太阳的20到30倍的恒星的大爆炸。在它发生时,人们在地面使用双筒望远镜也能一睹其风采。

  迄今人们观测到的最亮的伽玛暴,它爆发时比宇宙其它天体的总和还亮!左:伽玛暴发生前的天图;右:伽玛暴发生时的天图(图片来自网络)

  目前,人类看到的最遥远的伽玛暴(编号GRB 090423)距离地球132亿光年,在它发生时宇宙尚处于儿童时期,仅仅6亿多岁。

  经过这么多年的观测研究,现在我们比较清楚的知道,持续时间长的伽玛暴常起源于大质量恒星的塌缩,而短于2秒钟的伽玛暴很可能来自于双中子星或者黑洞-中子星系统的合并。


推荐
关闭