宇宙射线是什么NASA说今晚12点到3点30有宇宙射线,该怎么样做

宇宙射线是什么NASA说今晚12点到3点30有宇宙射线,该怎么样做,第1张

宇宙射线是来自于宇宙中的一种具有相当大能量的带电粒子流的总称。

通常携带有较高的能量。其中大约89% 的宇宙线是质子(氢原子核),10%是α粒子(氦原子核),还有1%是重元素。这些原子核构成宇宙线的99%。其他是电子(β粒子)、γ-射线和超高能中微子只占极小的一部分。

由于地球外面包裹着一层厚厚的大气层,大气层的上部有范围很大的一层,叫电离层,电离层保护了地球上的生物免受宇宙射线的损害。所以宇宙射线来了,不需要做什么来防范。

扩展资料:

射线的发现:

1912年,德国科学家韦克多·汉斯带着电离室在乘气球升空测定空气电离度的实验中,发现电离室内的电流随海拔升高而变大,从而认定电流是来自地球以外的一种穿透性极强的射线所产生的,于是有人为之取名为“宇宙射线”。

宇宙线亦称为宇宙射线,是来自外太空的带电高能次原子粒子。它们可能会产生二次粒子穿透地球的大气层和表面。射线这个名词源自于曾被认为是电磁辐射的历史。

主要的初级宇宙射线(来自深太空与大气层撞击的粒子) 成分在地球上一般都是稳定的粒子,像是质子、原子核、或电子。但是,有非常少的比例是稳定的反物质粒子,像是正电子或反质子,这剩余的小部分是研究的活跃领域。

大约89% 的宇宙线是单纯的质子或氢原子核,10%是氦原子核或α粒子,还有1%是重元素。这些原子核构成宇宙线的99%。孤独的电子(像是β粒子,虽然来源仍不清楚),构成其余1%的绝大部分;γ射线和超高能中微子只占极小的一部分。

参考资料:

宇宙射线 百度百科

根据理论,如果你把两个光子狠狠地撞在一起,你就能产生物质:电子 — 正电子对。根据爱因斯坦的狭义相对论,光转化为质量。

它被称为“ 布雷特-惠勒( Breit-Wheeler)”过程,由Gregory Breit和John A Wheeler在1934年首次提出,我们有充分的理由相信它会起作用。

但是,直接观察只涉及两个光子的纯现象仍然是难以实现的,主要是因为光子需要极高的能量(即伽马射线),而我们还没有制造伽马射线激光器的技术。

现在,布鲁克海文国家实验室的物理学家表示,他们已经找到了一种方法,利用该实验室的相对论重离子对撞机(RHIC)绕过这个障碍,从而直接观察了 Breit-Wheeler 过程。

布鲁克海文实验室的物理学家说道:“在当时, 布雷特和惠勒 已经意识到这几乎是不可能做到的,那时激光甚至还不存在!但是, 布雷特和惠勒 提出了一个替代方案:加速重离子。他们的替代方案正是现在我们在 RHIC 所做的。”

但是加速离子与光子碰撞有什么关系呢? 好吧,我们可以解释一下。

正如对撞机的名称所暗示的那样,该过程涉及加速离子 —— 原子核被剥夺了电子。 因为电子带负电荷,而质子(在原子核内)带正电荷,剥离它会使原子核带正电荷。 元素越重,它拥有的质子越多,生成的离子的正电荷就越强。

该团队使用了包含79个质子和强大电荷的金离子。当金离子被加速到非常高的速度时,它们会产生一个圆形磁场,其强度可以与对撞机中的垂直电场一样强大。 在它们相交的地方,这些相等的场可以产生电磁粒子或光子。

物理学家解释道:“所以,当离子以接近光速的速度运动时,金核周围会有一堆光子,像云一样随它移动。”

在 RHIC 中,离子被加速到相对论速度,即接近光速。 在这个实验中,金离子被加速到光速的 99995%。

这就是奇迹发生的地方:当两个离子彼此擦肩而过时,它们的两个光子云可以相互作用并碰撞。 碰撞本身无法被检测到,但由此产生的电子 — 正电子对可以被检测到。

然而,仅仅探测到电子 — 正电子对是不够的。

上图:这张图显示了金离子险些相撞时如何产生光子碰撞。

这是因为电磁相互作用产生的光子是虚拟光子,短暂地出现和消失,没有与“真实”光子相同的质量。要成为一个真正的Breit-Wheeler过程,两个真正的光子需要碰撞 —— 不是两个虚光子,也不是一个虚光子和一个实光子。

在离子的相对论速度下,虚拟粒子的行为就像真实的光子。 值得庆幸的是,物理学家可以通过一种方法判断 Breit-Wheeler 过程产生了哪些电子 — 正电子对:碰撞产生的电子和正电子之间的角度。

每种类型的碰撞:虚拟 - 虚拟、虚拟 - 真实和真实 - 真实,可以根据产生的两个粒子之间的角度来识别。 因此,研究人员检测并分析了实验过程中产生的6000多个正负电子对的角度。

他们发现这些角度与真实光子之间的碰撞是一致的:Breit-Wheeler 过程在起作用。

布鲁克海文实验室的物理学家表示:“我们还测量了系统的所有能量、质量分布和量子数。 它们与真实光子会发生什么的理论计算是一致的。 正如 布雷特和惠勒 最初预测的那样,我们的结果为通过光的碰撞直接一步创造物质 — 反物质对提供了明确的证据。”

这个论点可以非常合理地提出,在我们碰撞接近伽马射线能量的光子之前,我们不会直接第一次检测到纯的单光子 — 光子Breit-Wheeler过程。

尽管如此,该团队的工作还是非常引人注目的。至少,它表明我们正在与 布雷特和惠勒 建立了正确的关系。

超高能宇宙射线是宇宙中能量最高,也最稀有的粒子流,同时也是最神秘的射线。本杰明·史丘斯(Benjamin Skuse)告诉我们宇宙射线的秘密是如何不停检验着我们对于高能物理学的理解水平。

在遥远的宇宙中的某个地方,有某种物体不停创造着包含超高能量的粒子。不管它是什么、来自哪里,它可能是任何能量为1018~1020eV的粒子。已知欧洲核子研究中心的大型强子对撞机能产生最高能量为1013eV的粒子,而超高能宇宙射线的能量比地球上人类使用粒子加速所能产生的要高百万倍。简而言之,超高能宇宙射线是有史以来人类发现的宇宙中能量最高的粒子。(eV:物理学常量,能量单位,电子伏特)

超高能宇宙射线简称UHECRs,最早在1962年发现。它是普通宇宙射线的超能同类物,50多年前,奥地利科学家维克多·赫斯通过一连串乘坐热气球升空试验发现了它的存在。尽管人们对普通宇宙射线了解颇深,但超高能宇宙射线来自哪里,因何物加速散射仍然成谜。

幸好有些超高能宇宙射线偶尔会降临地球。进入大气层后,超高能宇宙射线会与空气中的分子碰撞,后者会分解为其它粒子,产生瀑布效应,冲向大地。这样一来大量的粒子会扩散到地球表面五公里的范围。在阿根廷的皮埃尔·俄歇天文台和美国犹他州的望远镜阵列的帮助下,科学家观测到这些粒子,并获取关于超高能宇宙射线的信息。

观望等待:皮埃尔·俄歇天文台1660个探测器之一,其中包含着12,000升水,用于捕捉难以寻找的超高能宇宙射线。(图源:皮埃尔·俄歇天文台)

这两处都建有地面探测器阵列,皮埃尔·俄歇天文台有1660台装有12,000升水的探测器,散布在3,000平方千米的地域。瀑布效应中的粒子飞入探测器中会产生电磁冲击波,然后探测器内的光探测管捕捉到电磁冲击波信号。研究者就可以将这些信息和观测数据一并进行分析。望远镜阵列中的27台望远镜收集瀑布效应激发空气中的氮气所产生的荧光,科学家分析荧光,获得相关数据。

这项组合技术能够对超高能宇宙射线的通量,到达方向和能量都进行准确的测量。在2017年,皮埃尔·俄歇天文台的研究员基于这项技术,明确表示具有极高能量的宇宙射线是银河系以外而来的(援引Science第357期1266页)。鉴于我们知道宇宙射线已有一个多世纪了,这一突破性发现似乎平淡无奇,甚至姗姗来迟。但是事实上,它反映了科研人员面临的巨大难题。因为一般来说,能量超过1020eV的宇宙射线每百年才会一度降临地球上一平方千米的土地上。

是什么组成了超高能宇宙射线?

近几十年来收集的数据显示低能宇宙射线,大多是由质子,原子核和电子组成,它从天空的四面八方而来。科学家认为这种扩散是因为受到了银河系漫布的磁场各个方向的辐射,产生偏移,因此无法直接找到这些射线的来源。超高能宇宙射线则不同,它能量极高,很容易穿过银河系磁场,仅发生极小角度偏移。“我们能够利用这些作为天文信使直接找到其来源。”皮埃尔·俄歇天文台发言人罗孚·恩格尔(Ralph Engel)如是说。

在一次超高能宇宙射线产生的空气簇射中,簇射穿过大气层,瀑布效应涉及到越来越多的粒子。然而,每一次相互作用都会使其失去能量,也就是说簇射粒子的数量逐渐下降,只有一小部分到达地面。但是,通过了解空气簇射在大气中的传播方式,俄歇和望远镜阵列的研究人员可以模拟粒子之间的相互作用,从而推断出簇射在大气中的峰值位置。通过结合瀑布效应峰值和测量到的瀑布效应能量,他们可以推断出超高能宇宙射线的质量,从而确定其特性。

俄歇的科学家应用这种方法之初,他们希望最高能量的宇宙射线只是由质子组成。事实却恰恰相反,他们发现了一些奇怪的东西。当超高能宇宙射线的能量从1018 eV增加到1020 eV时,质量也随之增加。恩格尔解释说:“我们从能量大约1019电子伏特的大量质子开始研究。”“突然,有一个氦(核)发生了巨大的性质改变,元素质量到达碳和氮之间。”

超高能宇宙射线的质量随着射线能量的升高而增长,这是个困扰着理论物理学家和实验物理学家的难题。令俄歇天文台的科学家感到棘手的是,更重的超高能宇宙射线更容易因银河系磁场产生偏移,这使得找出它的来源变得更加困难。另一方面,对于克里特岛大学(University of Crete)的瓦西里基·帕夫里杜(Vasiliki Pavlidou)等理论物理学家来说,这个问题更为根本:它可能挑战我们对高能物理学的整个理解。她说:“如果处于最高能量的初级粒子确实变得越来越重,我们不得不接受一些令人不安的巧合。”

超高能宇宙射线穿过地球大气层,发生瀑布效应产生空气簇射,极少数射线能到达地面(图源:马克·加里克Mark Garlic 科学库)

学界普遍认为,超过一定能量的宇宙射线在宇宙微波背景中与光子相互作用时时会急速失去能量,也就是说地球上观测的超高能宇宙射线的能量的极限是1020eV。然而,假设受测粒子随着能量的增加而增重,那么首先加速超能宇宙射线的天体物理过程,——不管它是什么——都必须以接近其最高能量的速度运行(较轻的粒子会因为体积太小而无法达到那些高能量)。因此,超高能宇宙射线的1020 eV能量极限是由两个完全不相干的过程控制的:粒子怎样在河外源头加速,又怎样在星际空间中失去能量。这是第一个奇怪的巧合。

第二个巧合关于银河系内部的宇宙射线和来自其他地方的宇宙射线。银河系内的宇宙射线在能量为3×1018eV时无法观测,这与银河系外宇宙射线随能量增加而变重的起始能量完全相同。这绝不寻常,因为银河系内和银河系外的宇宙射线来自不同源头(即使我们仍然不知道后者的来源)。

既然这两个巧合都取决于完全不相关的物理过程和特性,为什么它们会在相同的能量尺度上发生呢?原因之一可能是这些巧合根本不存在。如果银河系外的宇宙射线没有因为能量而变得更重,而总是维持质子形态,那就肯定是这样,这种巧合就会逐渐消失。事实上,帕夫里杜和她的克里特岛同事西奥多·托马拉斯认为,超高能宇宙射线可能主要由质子构成,唯一的困难是一些未被实践证明的物理现象,这些现象会影响一定能量以上的空气簇射。

这听起来可能很奇怪,但我们有充分的理由不完全拒绝这个想法。物理学家基于对粒子物理学标准模型的理解,对空气簇射中的粒子如何相互作用进行了建模,但从未在高能量下进行过测试(甚至不曾用在大型强子对撞机上)。此外,这些模拟远不能解释所有观测到的空气簇射特性。所以有两个差强人意的选择:宇宙射线要么是质子,新的物理现象使它们显得很重,要么是重粒子,那标准模型就需要进行极大的调整。

但如果是质子构成了超高能宇宙射线,要弄清楚质子如何伪装成更重的粒子,则需要一些不同寻常的思考。有一种令人兴奋的可能,即质子的最初碰撞产生了一个迷你黑洞,它的存在是由额外维度理论预测的。“对于合适数量的额外维度,质子实际上可以拥有预期质量,”托马拉斯解释说,“迷你黑洞会瞬间衰变为大量共享黑洞能量的强子,让质子呈现出很重的状态。”

另一种可能是预设量子色动力学(QCD)中尚未发现的相确实存在——该理论描述了夸克是如何被束缚在质子、中子和其他强子中的。然而,托马拉斯承认,这些都是“奇异”的可能。“我们还没有发现大的额外维度,”他说,“我们合理怀疑迷你黑洞很可能太小而不能支撑我们的想法,此外,我们对量子色动力学的相没有足够强有力的定量的理解。然而,如果证据表明超高能宇宙射线的表面是质子,托马拉斯认为这些奇异现象在自然界中发生是“几乎不可避免的”。

是什么加速了超高能宇宙射线?

撇开是什么构成了超高能宇宙射线的不确定性不谈,真正重要的问题是:是什么让它成为这样的物质?关于这一点,研究起来更加复杂。直到本世纪,一些物理学家还在 探索 着像“自上而下模型”这种奇特想法,这种模型不同于标准模型。其想法是,某种高能的、未知的物体,比如质量大于质子1012倍的超重暗物质,会衰变为超高能宇宙射线中的粒子。这些模型的缺陷在于,它们认为宇宙射线应该以光子和中微子为主,而来自皮埃尔·俄歇天文台、望远镜阵列和其他地方的数据表明,宇宙射线主要是带电粒子。恩格尔这样说:“没有人再尝试建立这种自上而下的模型了。”

虽然还没有完全排除暗物质是超高能宇宙射线的来源,但研究人员正在认真考量极端剧烈的天体物理活动是否会导致如此高的能量。脉冲星、伽马暴、活动星系核的喷流、星爆星系和其他可能都在猜测范围之中,研究人员的观点摇摆不定。

意大利格兰萨索科学研究所的罗伯托•阿洛伊西奥(Roberto Aloisio)认为,从表面上看,俄歇天文台的研究结果——即在更高的能量下,超高能宇宙射线粒子质量越重——是一项重要的进展。他解释说:“重原子核比质子更容易加速,因为加速机制必然会感知粒子的电荷,而重原子核比质子的电荷更大。”因此,阿洛伊西奥建议俄歇天文台将脉冲星作为超高能宇宙射线来源进行研究,脉冲星会产生更重的元素,并且能驱动这些粒子达到必需能量。(援引自ProgTheorExpPhys 2017 12A102)

然而,目前有一个超高能宇宙射线来源备选的可能性远大于其他备选。纽约城市大学的路易斯·安克拉多基(Luis Anchordoqui)是500强俄歇团队的一员,他说:“要我打赌的话,我肯定会把全部筹码放在到星爆星系上。”星爆星系是宇宙中最明亮的星系,它们以极快的速度形成恒星。安克拉多基和他的同事在1999年首次假设,某种巨大集合力将附近的星爆星系核加速到具有超高能量,加上大量超新星爆炸星系,会在星系的中央高密度区域创造出星系级的气体“超星风”。

随着超星风逐渐扩张,其密度会降低,流速会减慢到亚音速——实际上,这就阻止了超星风本身的前进。“这会产生巨大的冲击波,类似于原子d爆炸,但威力要大得多。”安丘多基(Anchordoqui)说。

最为重要的是,这个扩散激波加速(简称DSA)的过程,可以激发气体粒子达到接近光速。粒子受到磁场的限制,反复穿过激波前沿,从而获得能量增量。粒子绕着天体物理加速源转了一圈又一圈,这些微小的能量不断增加,直到达到逃逸速度,飞向太空。安丘多基在俄歇天文台最新发现的基础上重新审视了这一推论。(援引自:Phys Review D97 063010物理评论)

扩散激波加速并不仅仅发生在星爆星系,它也常常用于解释其他超高能宇宙射线可能来源——包括伽马暴、活动星系核等等——的粒子加速。然而在2018年初,宾夕法尼亚州立大学的Kohta Murase和同事证明了还有一种加速机制可能在起作用。(援引自:Phys Review D97 023026物理评论)

在他们的模型中,存在于特定星系中的普通宇宙射线,通过一种叫做离散剪切加速度的机制,受到活跃星系核的强大喷流赋予的巨大能量而推进寄宿。这是一个复杂的过程,包括粒子之间的相互作用、磁场中的局部扰动以及射流不同部分的速度差异(或“剪切”)和环境茧。但最终的效果与DSA相似。“宇宙射线通过在剪切边界附近的来回散射获得能量。”Murase解释说,在加速之后它们通过常常在喷流末端发现的射电叶逃逸。

之后,来自马里兰大学的Murase和Ke Fang (援引自Nature Phys 14396自然物理)重新提出了一个观点,即星系聚合体中强大的黑洞喷流可以为超高能宇宙射线提供动力。首先,他们将自己的模型与俄歇观测到的超高能宇宙射线通量和成分数据进行了比较,发现其与实验观测结果良好吻合。但最有趣的是,他们发现,通过详细描述活跃星系核如何产生超高能宇宙射线、中微子和伽马射线,他们可以同时解释南极冰立方中微子天文台、费米伽马射线太空望远镜和俄歇望远镜收集到的数据。“最美妙的可能性是,这三种信使粒子都来自同一类源。”Murase补充道。

超高能宇宙射线来自何处?

如果我们知道超高能宇宙射线来自天空的哪个部分,寻找它们的来源这一任务就会容易得多。但在宇宙射线科学中没有“容易”这个词。俄歇天文台和望远镜阵列的科学家并不气馁,他们制作了可能加速超高能宇宙射线的可能候选对象的目录,然后将目录中的星系核观察到的宇宙射线的到达方向相匹配。随着越来越多的数据的到来,这两家机构都已经确定了一个区域,该区域似乎是这些射线的主要来源。

奇异源头:位于大熊 星座 1200万光年之外的星爆星系M82(上图)可能是超高能宇宙射线的诞生地。(图源: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

在俄歇天文台的研究中,这块区域有许多星爆星系,但半人马座——距离银河系最近的巨型星系,它拥有活跃的星系核——也位于此处。至于望远镜阵列,它的“热点”就在大熊 星座 下方,这更清晰地指示了宇宙射线的到达方向,探测到的超高能宇宙射线信号有四分之一来自以个40°的扇形区域,而这个扇形只占天空的6%。尽管M82星爆星系位于大熊 星座 (Ursa Major)约1200万光年之外的热点地区,但这片天空中其他各种类型的天体也可能是超高能宇宙射线的诞生地。

恩格尔说:“如果你认为它是星爆星系,其相关性导向了M82星系,如果你认为它是活动星系核,相关性则导向半人马座。”“尽管这些数据与星爆星系相关性更高,但这并不意味着它们就必然是超高能宇宙射线的来源。”

我们不知道超高能宇宙射线是什么,也不知道是什么加速了它,因而我们也无从探寻它究竟源于天空何处。然而,我们可能很快就会找到答案。对皮埃尔·俄歇天文台和望远镜阵列的升级正在进行中,研究人员也正在 探索 新的设施,如极端多信使天体物理(POEMMA)探测卫星。

这些奇妙的粒子来自何处,质量几何,这些奥秘终将在一个世纪内水落石出。

作者: Benjamin Skuse

FY:Maurice

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要想控制击球点和瞄准,你应该得了解一些基本知识:

1母球9个基本点:正中点(停住——定球)、中上点(向前旋转——跟球)、中下点(逆旋转——拉球)、左点、右点(横旋转)、左上点、左下点、右上点、右下点。

2母球与目标球的行径角度:母球撞击目标球侧面,母球与目标球呈直角方向分离;运用高杆则角度变小,为锐角,杆法越高角度越小;运用拉杆则角度变大,为钝角,杆法越低角度越大。

建议你可以做做这个练习,应该会有帮助(如下图):

当目标球与洞口入射角过大,母球不易找到击球点时,可在目标球旁边放置另一颗球,此球将目标球与洞口呈一个方向,使入射角呈直线,然后用母球瞄准此球的全球,以此确定进球点,然后将此球拿开,再按刚才瞄准的进球点击打目标球进洞。

小贴士:击中母球7/10以内的面积,才能产生最大效果的旋转,否则容易发生滑杆情况。

每个行业都会有一些强大的设备助手。今天,让我们来谈谈“X-ray检测设备”,它是快速发展的电子行业中有能力的人。相信在这个行业工作的朋友有一定的了解。本文总结了X-ray检测设备的原理、特点和及其功能,以便每个人在阅读X-ray检测设备后都能快速掌握它。

一.日联科技X射线检测设备的功能

1首先要介绍的是测量功能,它可以测量直线距离,圆直径,同心圆,点与圆心之间的距离等。

2还具有CNC功能,内存编程,自动记录检测运动路径,定位准确,方便小批量重复检测。

3导航和定位功能也很好。借助大的导航窗口,鼠标单击被测图像的任何区域即可自动快速定位目标检测点。

4最后,它还具有图像处理功能,支持多种图像格式,实时处理和在线存储检测到的图像。

二,X射线探伤设备原理

X射线设备使用高压加速电子来释放X射线,这些X射线会穿透样品并留下图像。技术人员通过图像的亮度观察样品的相关细节。它可以检测到一系列异常,例如PCB电路断开,IC缺陷,焊球开裂。

1首先,X射线设备主要利用X射线的穿透作用。 X射线的波长短,能量大。当它们照射到物质上时,该物质只能吸收一小部分,并且大部分X射线。射线的能量将穿过物质原子之间的间隙,显示出强大的穿透能力。

X射线设备通过X射线穿透要测试的样品,然后将X射线图像映射到图像检测器上。图像形成质量主要取决于分辨率和对比度。一般来说,X射线设备的X射线管也决定着X射线设备的功能。

2 X射线设备可以检测X射线的穿透能力与物质密度之间的关系,并且差分吸收的特性可以区分不同密度的物质。因此,如果检查对象破裂,则厚度不同,形状变化,X射线的吸收率不同,所得到的图像也不同,因此可以产生区别的黑白图像。

X射线管主要通过电场从热阴极提供电子以加速到阳极。当电子在数十千伏的高压下迅速加速到高速状态时,动能被转换为释放X射线,当它们撞击阳极体时。碰撞区域的大小是X射线源的大小。通过小孔成像原理,我们可以大致知道X射线源的大小与清晰度成反比,即X射线源越小,图像越清晰。

3X射线检测器弥补了过去化学膜成像的不足。检测器可以节省成本,同时提高效率。可用于IGBT半导体检查,BGA芯片检查,LED灯条检查,PCB裸板检查,锂电池检查,铝铸件的无损检查。

4简而言之,它是通过使用非破坏性微焦点X射线设备输出高质量的透视图像,然后转换平板探测器接收到的信号。只需使用鼠标即可完成 *** 作软件的所有功能,非常易于使用。标准的高性能X射线管可以检测到5微米以下的缺陷,某些X射线设备可以检测到25微米以下的缺陷,系统放大率可以达到1000倍,并且物体可以移动和倾斜。可以通过X射线设备执行手动或自动检测,并且可以自动生成检测数据报告。

三 X射线测试设备的应用领域

1工业X射线检测设备具有广泛的应用范围。通常用于电池行业,例如锂电池测试,电路板行业,半导体封装,汽车行业,电路板组装(PCBA)行业等,以观察和测量包装内部对象的位置和形状,查找问题,确认产品是否合格,并观察内部状况。

2具体应用范围:主要用于SMT,LED,BGA,CSP倒装芯片检查,半导体,包装组件,锂电池行业,电子组件,汽车部件,光伏行业,铝压铸,模压塑料,陶瓷的特殊检查产品等行业。

网友提问 :在关于伽马射线暴的新闻中,我了解到目前人们的的看法是:它们是由超大型恒星变成超新星引起的,但其核心却坍塌成黑洞而不是中子星。伽马射线需要多大质量的恒星才能实现这一点?10倍太阳的质量?20 倍?或者更多?

在过去的几年里,已有确凿的证据表明至少有一些伽马射线暴与超新星有关。一些伽马射线暴被观察到在较长的波长中有“余辉”——也就是说,首先你会观察到伽马射线,然后是x射线,然后是紫外线,然后是可见光。超新星通常由它们的光学“光变曲线”来识别,也就是光随时间变化的方式。当天文学家记录了一些伽马射线暴的余辉并在光变曲线中看到了超新星的清晰特征时,确凿的证据出现了。

这绝对是个大事件,因为还有别的理论听起来也很有说服力。当然,这并不意味着所有的伽马射线暴都是由超新星引起的——伽马射线暴因其自身光变曲线的易变性而臭名昭著,有时甚至看起来像是关掉然后又以一种奇怪的方式重新打开。

图解:s02e086 伽马射线暴——2049日报

引起伽马射线暴的超新星是一种特殊的超新星,它们被称为超超新星,这种超新星在“沃尔夫-拉叶”恒星死亡的时候诞生。沃夫-拉叶星温度极高且质量极大,偶尔还会剥离它们的外壳。诞生时,一颗“沃尔夫-拉叶”恒星的质量大约是20-30个太阳的质量,但死亡时,它的质量将下降到大约10个太阳的质量。超超新星与普通超新星的区别在于它所获得的额外冲击不同。

超超新星内核坍缩形成黑洞,然后向外喷射物质(这是另外一个谜——但喷流需要在那里带走角动量并防止黑洞旋转过快)。然后这些喷流猛烈撞击恒星的外层物质,产生极高的温度并发射出伽马射线。随着喷流离黑洞越来越远,它们遇到的物质密度也越来越小,因此它们发出的辐射能量越来越低,波长也越来越长——这就是我之前提到的余辉辐射。

图解:伽马射线暴

图解:这张伽马射线暴的X射线余辉由NASA(美国宇航局)的钱德拉X射线天文台于2001年7月12日拍摄,图源:NASA/GETTY IMAGES

伽马射线暴也可以来自于中子星的合并。中子星体积非常小,密度却非常大(大约一个城市的大小,但是却有着一个太阳的质量),所以你可以想象两个中子星相撞会释放出大量的能量!中子星的合并已经被预测为短伽马射线的爆源(伽马射线暴只有不到两秒的时间),但直到2018年,激光干涉引力波天文台(LIGO)才探测到两颗中子星合并产生的引力波,同时费米卫星探测到了伽马射线暴,证实了中子星合并可以产生短伽马射线暴。

图解:双中子星合并引力波

相关知识延伸阅读

在伽玛射线天文学中,伽玛射线暴(GRBs)是在遥远的星系中观察到的一种能量极高的爆炸现象。它们是宇宙中已知的最明亮的电磁事件。其爆发可以持续10毫秒到几个小时。在最初的伽玛射线闪光之后,存在时间更长的“余辉”通常以较长的波长发射出来(比如X射线、紫外线、光学、红外线、微波和无线电)。

图解:超新星爆炸会产生强大的辐射闪光,也被称为伽马射线发作。

大多数观测到的伽马射线的强烈辐射被认为是超新星或者超亮超新星作为大质量恒星内爆形成中子星或黑洞的时侯释放出来的。

超新星爆发后形成中子星或黑洞,从而出现的明亮x射线源。

伽马射线暴的一个子类——“短”爆发,似乎来自巨新星(双中子星合并)。在这些“短爆发”中观察到爆发的原因可能是因为恒星的外壳和内核之间的共振,由于巨大的潮汐力它们在短短几秒钟内就经历了猛烈碰撞,进而导致了整个恒星的外壳破裂。

参考资料

1Wikipedia百科全书

2天文学名词

3 停云- Sara Slater

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