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迄今最高能量宇宙伽瑪射線,伽馬射線( 三 )

云知道迄今


長伽馬射線暴的起源最廣為接受的機(jī)制是坍縮星模型，在該模型中，一個(gè)巨大的、低金屬性的快速旋轉(zhuǎn)的恒星的核心在其演化的最后階段坍塌成黑洞 ?？拷阈呛诵牡奈镔|(zhì)向中心塌縮并旋轉(zhuǎn)成高密度吸積盤 。這些物質(zhì)落入黑洞后，沿旋轉(zhuǎn)軸將一對(duì)相對(duì)論射流射出，這些射流撞擊恒星殼，最終穿透恒星表面并以伽馬射線方式輻射 。上圖：伽馬射線暴的坍縮星模型的光度曲線 。
在銀河系中，產(chǎn)生長伽馬射線爆發(fā)的恒星中最接近的類似物可能是沃爾夫-雷耶特恒星，這是一顆非常熾熱且質(zhì)量巨大的恒星，它們將大部分或全部氫釋放轉(zhuǎn)換為輻射壓力 。Eta Carinae和WR 104被認(rèn)為是未來可能的伽馬射線爆發(fā)祖星 。目前尚不清楚銀河系中是否有恒星具有產(chǎn)生伽馬射線爆發(fā)的適當(dāng)特征 。上圖：哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的沃爾夫-雷耶特 （Wolf-Rayet）恒星WR 124及其周圍星云的圖像 。
這顆恒信是長伽馬射線暴祖星的候選者 。大質(zhì)量恒星模型可能無法解釋所有類型的伽馬射線爆發(fā) 。有充分的證據(jù)表明，在沒有恒星形成且沒有大質(zhì)量恒星的系統(tǒng)中會(huì)發(fā)生一些短時(shí)間的伽馬射線爆發(fā)，例如橢圓星系和星系暈 。對(duì)于大多數(shù)短伽瑪射線爆發(fā)的起源，較受歡迎的理論是由兩個(gè)中子星組成的雙星系統(tǒng)的合并 。根據(jù)該模型，雙星中的兩顆恒星彼此緩慢旋轉(zhuǎn)，因重力輻射釋放能量直到潮汐力突然將中子星撕裂，它們坍塌成一個(gè)黑洞 。
物質(zhì)落入新的黑洞中會(huì)產(chǎn)生吸積盤并釋放出一股能量，之后的過程類似于坍縮星模型 。GRB 190114C的成因要達(dá)到GRB 190114C這種級(jí)別的能量，必須從一顆坍塌的恒星以光速的99.999％發(fā)射物質(zhì) 。然后，這種物質(zhì)被迫通過環(huán)繞恒星的氣體，從而引發(fā)沖擊，進(jìn)而產(chǎn)生伽馬射線爆發(fā) ?？茖W(xué)家第一次從這個(gè)特殊的爆發(fā)中觀察到極高能的伽馬射線 。
上圖：坍縮星噴出的相對(duì)論噴流（其中一極） 。一些地面和空間天文臺(tái)已經(jīng)著手研究GRB 190114C 。使用NASA/ESA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡為歐洲天文學(xué)家提供了觀察時(shí)間，以觀察伽馬射線爆發(fā)，研究其環(huán)境并查明這種極端輻射是如何產(chǎn)生的哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀察表明，這一特殊爆發(fā)是在非常密集的星系環(huán)境中發(fā)生的，就在50億光年遠(yuǎn)的明亮星系中間 。
這很不尋常，這可能是它發(fā)出如此異常強(qiáng)大的伽馬射線暴的原因 。天文學(xué)家使用NASA/ESA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，歐洲南方天文臺(tái)的超大型望遠(yuǎn)鏡和阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列來研究該GRB的宿主星系 。哈勃的廣角相機(jī)3對(duì)研究由一對(duì)緊密相互作用的星系組成的宿主系統(tǒng)的環(huán)境特性是否可能有助于產(chǎn)生如此高能的光子有非常重要的助益 。
此次伽馬射線暴發(fā)生在一個(gè)巨大星系的銀核區(qū)域內(nèi)，這個(gè)位置非常獨(dú)特 。這表示比通常觀察到的伽馬射線暴的發(fā)生地點(diǎn)具有更致密的環(huán)境，這可能是產(chǎn)生非常高能量的光子至關(guān)重要的因素 。上圖：伽馬射線暴產(chǎn)生的坍縮星模型內(nèi)部結(jié)構(gòu) ?？偨Y(jié)對(duì)于今年年初觀測到的這一次史上最強(qiáng)的伽馬射線暴，科學(xué)家還沒有確切地解釋，到目前為止還沒有足夠突破性的研究結(jié)論展現(xiàn)給世人，我們作為吃瓜群眾還是繼續(xù)啃瓜吧 。
伽馬射線的原理是什么，人類什么時(shí)候可以掌握？
伽馬射線指的是波長短于0.01?（埃米）的電磁波，是法國科學(xué)家P.V.維拉爾（Villard,Paul Ulrich）發(fā)現(xiàn)的 。在電磁波譜上，比伽馬射線的波長稍長一些的便是我們熟知的X光，也就是倫琴射線（波長為0.01埃米～10納米）；波長再長一些的就是紫外線（波長為100～400納米）以及可見光了 。所以伽馬射線、X射線、紫外線，乃至光線、紅外線、微波、無線電波從本質(zhì)上來說，其實(shí)統(tǒng)統(tǒng)都是電磁波，其區(qū)別無非是波長各不相同而已 。

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