http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2006-07-20
本报北京7月18日讯（记者潘希）谁也没有料到伽马射线暴这个“冷战”时期的意外发现会成为随后天文学和物理学的大热门课题。伽马射线暴一直被认为是伴随着黑洞诞生而响彻宇宙的哭声，是宇宙中最令人迷惑的现象之一。伽马射线暴从哪里来？它会对人类产生什么影响？研究它是否可以探索宇宙的起源？在今天举行的第36届世界空间科学大会第一场主题报告会上，长期从事天体物理学研究、现任美国宇航局（NASA）哥达空间飞行中心天体粒子物理学实验室主任的尼尔·格雷斯（Neil Gehrels）教授带来了他对伽马射线暴的最新研究成果。
2004年11月20日，美国宇航局一个最新的太空科学探测器发射升空。它是一个专门用于确定伽马射线暴起源、探索早期宇宙的国际多波段天文台，被设计用来检测几十亿光年以外的伽马射线暴，并且在以秒计算的时间内找到它们的发源地。这一探测器被命名为“雨燕”，其英文名字SWIFT还有“迅速”、“敏捷”的意思，它是迄今为止最灵敏、反应最迅速的空间天文观测台。
尼尔·格雷斯说，当代天文观测已经表明有一部分伽马暴很可能起源于大质量恒星的爆发，也就是形成黑洞的过程中。但是对更多的伽马暴，人们对其来龙去脉仍然一无所知。通过“雨燕”的观测，将有可能甄别出更多的伽马暴类型。
尼尔·格雷斯解释说，伽马射线暴（GRBs）可以分为两种截然不同的类型，长久以来，天文学家们一直怀疑它们是由两种不同的原因产生的。更常见的长伽马暴（持续2秒到几分钟不等）差不多已经被解释清楚了。在目前的图景中，它们是在一颗高温、超大质量的沃夫—瑞叶星（Wolf-Rayet star）坍缩形成黑洞时产生的。
“而相比之下，短伽马射线暴可以短至几个毫秒。它通常会在一个强烈的高能辐射脉冲中，释放出相当于十亿颗太阳的能量，这种脉冲最多持续两秒钟。因此，天文学家们几乎没有机会进行后续观测，研究短伽马射线暴的本质。”尼尔·格雷斯说。
尼尔·格雷斯介绍，“雨燕”在去年9月探测到的伽马射线暴GRB 050904，是迄今所观测到的最遥远的天体之一。它记录了一次仅持续了0.03秒的短伽马暴，并且拍下了微弱的、快速变暗的X射线余辉。根据这些结果，天文学家可以描绘出这个天体的母天体(很可能是一个巨型恒星)爆炸时的情形。
“虽然短伽马射线暴一瞬即逝，但现在‘雨燕’每年可以捕捉到10次短伽马射线暴，为我们的研究提供了非常宝贵的资料来源。我们现在的研究认为，短伽马射线暴可能来源于一个双星体系的两颗恒星的合并以及一个黑洞的同时产生。”尼尔·格雷斯说。
作为美国宇航局SWIFT项目的首席科学家，尼尔·格雷斯认为，通过“雨燕”的最新观测数据，科学家们对伽马射线暴的认识有了明显的进展。神秘的短期伽马射线暴的研究向前迈进了一大步，观测到了来自宇宙早期大爆炸的高红移射线暴，以及在伽马射线暴的后期产生的巨大的X射线耀斑。
在接受《科学时报》采访时，尼尔·格雷斯说，通过对伽马射线暴的研究，人类可以获取更多关于自然、物质起源的知识，宇宙对人类是一个永恒的谜，但太空是人类永恒的财富，它有着丰富的太空资源。不断探寻宇宙奥秘，和平利用太空资源，使之造福于人民，这是人类的共同目标。
“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。”尼尔·格雷斯说。
[科学时报]
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卫星数据证实伽马射线暴起源于中子星合并？
本报北京7月18日电 (通讯员 李雪) 根据“SWIFT”卫星的观测数据，短期伽马射线暴起源于两个中子星合并的过程，并伴随有黑洞产生。这是今天上午美国宇航局NeilGehrels教授在此间举行的第36届世界空间科学大会演讲时透露的，这也是他对“SWIFT”卫星运行一年来的观测数据整理归纳分析后得出的结论。
据介绍，“SWIFT”卫星是2004年11月发射的，实际上是一颗专门用于确定伽马射线暴起源、探索早期宇宙的国际多波段天文台。它由三部分组成，分别从伽马射线、X射线、紫外线和光波四个方面研究伽马射线暴和它的耀斑。目前，“SWIFT”卫星可以检测到120亿光年以外单独的恒星参数。
NeilGehrels教授说，在这一年中，“SWIFT”卫星共10次捕捉到以飞快角速度运行的伽马射线暴，其中，最短的伽马射线暴只持续了50毫秒。据估计，伽马射线暴每年约有100次左右。
由这些观测数据得出，短期伽马射线暴的产生不同于长期伽马射线暴。虽然在这两个过程中都有黑洞的诞生，但短期伽马射线暴比较接近于两颗中子星合并的模型，而长期伽马射线暴则比较符合恒星灭亡的过程，
据了解，伽马射线暴是宇宙中一种伽马射线突然增强的现象。伽马射线是波长小于0.1纳米的电磁波，是比X射线能量还高的一种辐射，它的能量非常高，能够消灭临近星体上的任何生命。在离地球6000光年范围内的任何伽马射线暴都能够摧毁臭氧层，从而破坏地球。忽略掉其金属粒子的特性，这种毁灭每10亿年就有可能发生，但可能是银河系中的高金属含量使得地球受到保护。
[光明日报]
科学家探测宇宙中最猛烈的爆炸
新华网北京7月19日电 (记者 喻菲 俞铮) 美国宇航局一位科学家19日在北京说，美国宇航局的一颗人造卫星已经探测到多次伽马射线爆，这对于科学家研究这一宇宙中最猛烈也是最神秘的爆炸起源具有重要意义。
美国科学家尼尔·杰罗斯在北京举行的第三十六届世界空间科学大会上说，伽马射线爆的起源是空间天文中的重要课题。美国宇航局的SWIFT人造卫星利用伽马射线、X射线、可见光和紫外波段等不同波段，观测了多次伽马射线爆。
他说，2004年11月发射的SWIFT卫星预计在两年内可观测到200多次伽马爆，为伽马射线爆的综合研究提供大量新成果。
据介绍，上世纪70年代初，美国军方怀疑苏联秘密在太空实验核武器，就发射一颗监测卫星，结果意外地发现天空经常有很多闪光点。科学家研究认为，这是宇宙间某个区域突然产生强烈的高频电磁波——伽马射线的现象，名叫伽马射线爆。
究竟是什么原因引起伽马射线爆的呢？科学家们百思不得其解。后来发现，这个爆炸发生在银河系以外，离地球非常远。这表明爆炸释放的能量非常大，即便在那么远的距离仍能看到闪光。
杰罗斯说，根据持续时间的不同，伽马射线爆分为两种。一种是较长的爆发，能持续几秒到几分钟。现在流行的理论是，这类爆发由巨大恒星的核坍塌形成黑洞产生的爆炸所致。另一种是持续时间仅几分之一秒甚至更短的爆发，它更加神秘。一种假设是，短爆发由中子星相撞引起，中子星是完全由中子组成的天体，是尚未形成黑洞的死亡恒星核。
2005年5月，美国SWIFT卫星首次探测到一个来自遥远星系边缘的猛烈的短伽马射线爆发，被认为是两个古老的中子星快速碰撞产生的。这一发现入选了《科学》杂志当年的“世界十大科技进展”。
中国科学院院士叶淑华说，伽马射线爆是宇宙中最强的能源，如果能够搞清楚伽马射线爆形成的原因、机理，就可以把伽马射线爆当成探索早期宇宙的工具。(完)
