伽马射线暴是什么,是死亡恒星的“最后喘息”

死亡之星——寻找伽马射线余辉

伽马射线暴是什么,是死亡恒星的“最后喘息”

天文学家在测量太空中远离地球的物体与地球之间的距离时,采用的是 一种叫做“红移”的技术。利用这种技术,还可以测量出宇宙射线爆发离地 球有多远,它依据的原理是:大多数爆炸都会发出可见光,可以把这些可见 光分解成连续光谱,如果星体距地球越远,则光谱中红色的成分越多。虽然 伽马射线不属于可见光,也不会产生红移现象,但当伽马射线穿越太空时, 会碰撞飘浮在太空中 的气体和尘埃,气体 和尘埃被加热后会发 出可见光,有时发光 可持续数天。如果能 找到这些可见光,就 可以将其红移,从而 最终找出伽马射线爆 的位置所在。

伽马射线暴是什么,是死亡恒星的“最后喘息”

世界的天文台站一片忙碌。科学家们忙着对望远镜重新编程、重新聚焦,希

望能找到伽马射线燃起的余辉。很幸运,他们找到了。天文学家立即对它进行了分析:它不在光谱的蓝端(在蓝端意味着爆炸就发生在银河系里),甚至不在绿光的范围内。果是在黄色光的范围内,就意味着爆炸发生在银河系以外很远的地方,可惜也不是黄光。事伽马射线的X射线余阵实上,它很接近光

谱的红色末端。这就是说,爆炸的发生地远在宇宙的另一边——距离地球达 100亿光年。

这一发现让科学家们兴奋不已。不过,问题也接踵而来:距地球逾100 亿光年,即使把宇宙中的全部星体都放在那么远的一个点上,也不能产生如 此强大的足以到达地球的伽马射线爆发。

难道是爱因斯坦的质能公式错了吗?如果爱因斯坦错了,那么,整个 宇宙物理学就全错了。科学家此时终于意识到,必须重新审视眼前的这个怪 物。可是,问题究竟出在哪里呢?以前对它的认i只出现偏颇的结症又在哪呢? 在此之前,物理学家常常假设,当爆炸发生时,能量会向周围各个方向 释放,因此,当深空中的伽马射线爆发时,

伽马射线暴是什么,是死亡恒星的“最后喘息”

在地球上看到的就只是这种爆发 的很小一部分,也就是说只有很小一部分的能量能到达地球。如果加上向其 他方向释放的能量,那么爆炸的全部能量就是一个天文数字,就是数学上的 无穷大。事实上,问题就出在这里。在百思不得其解之后,有人注意到了黑 洞。黑洞是恒星耗尽自身的所有燃料后自我塌陷的结果。黑洞的引力极其强

大,能吞噬周围的一切物质,同时喷出两道能量流。需要注意的是,如果伽 马射线爆发也是像黑洞一样以狭窄的能量流方式释放能量,则符合爱因斯坦 的质能公式。也就是说,在地球上探测到的能量就是伽马射线大爆发时释放 的几乎全部能量,爆发地点就在宇宙遥远的另一边。

那么,情况果真如此吗? 2001年2月22日,又一次伽马射线大爆发开始 了。天文学家在分析所得资料后,立即感觉到了异常。在通常的爆炸中,能 量的释放会达到一个最高点,然后慢慢衰落。但这次的信号不仅很强,而且 长时间保持稳定。

究竟什么爆炸能释放如此强大的能量呢?终于有科学家意识到,只有 一种地方可发出如此恒定的无线电信号,那就是被誉为“宇宙奇观”之一的

“恒星产房” 直星诞生的地方,这里每天都有全新的恒星诞生。据天文学家的证实,在所有星系中,都发现了 “恒星产房”。它们由巨大的气体和 尘埃云团组成,直径达数百光年。在这些云团中的某些地方,压力相当大,

使一些高热、高密度的团块得以形成。随着温度的不断提高,开始产生核反 应,气团随着这反应燃烧,最终变成恒星。看来,正是在这些“恒星产房”

内或附近产生了伽马射线大爆发。因此,如果在某个“恒星产房”附近发现 了伽马射线大爆发,也就暗示伽马射线大爆发与恒星的形成过程有关。

可是这里又出现了矛盾。一般理论认为,伽马射线爆发是由黑洞产生 的,而黑洞是恒星死亡的结果,

伽马射线暴是什么,是死亡恒星的“最后喘息”

那么伽马射线又怎么可能来自恒星诞生之地 呢,难道恒星会在“恒星产房”中夭折吗?事实上,大多数恒星的寿命可以 达到100亿年,而到它们死亡时,“恒星产房”早已不复存在。然而,如果 一颗恒星能长得很“壮”而成为“巨星”,它的燃烧就会大大加剧,从而导 致它的生死周期急剧缩短。说得通俗一点,就是它们“刚出生便死在襁褓 中”。这些“巨星”虽然有更多燃料可以燃烧,却也会燃烧得更加迅猛。也 就是说,“巨星”的葬身之地离出生地很近。因此,如果伽马射线爆发来自 “巨星”的死亡之地,那么也就是来自恒星的诞生之地。

据此,有人提出了 “超一超新星”理论。这种理论认为,随着“巨星”的形成,一切就在“恒星产房”中开始了。在短短的几百万年内,“巨星”

燃尽其内核中的燃料,斜塌成为黑洞。随着黑洞喷出两道强力伽马射线流,“超一超新星”便形成了。也就是说,我们每次看见伽马射线大爆发,就相 当于目击“巨星”的死亡和黑洞的诞生。这样,伽马射线之谜就可以破解了