導讀:伽瑪射線是一種殺傷力強大的輻射能量,它足以摧毀任何一個星球,想要毀滅人類更是簡單。現在的我們之所以平安無事,全靠地球磁場和大氣將伽
伽瑪射線是一種殺傷力強大的輻射能量,它足以摧毀任何一個星球,想要毀滅人類更是簡單。現在的我們之所以平安無事,全靠地球磁場和大氣將伽瑪射線擋在門外,但這是在射線非常弱的情況下,一點伽瑪射線暴來臨,地球生物將無一幸免。
地球上最為著名的第五次生命大滅絕,伽瑪射線就是元兇之一。伽瑪射線的殺傷力不用多說,而且現在宇宙中幾乎充滿了這種射線,那么這樣強大的宇宙輻射究竟是怎么產生的呢?真的是數百億年前的宇宙大爆炸遺留的嗎?
2002年,天文學家們首次在宇宙中發現了來自于天鵝座的強烈伽瑪射線,射線中蘊藏著巨大的能量。這一射線的發現使天文學家異常興奮,但同時也也給他們帶來了許多新的困惑。能夠產生如此高能射線的地區必定存在著強磁場,一般情況下只有超新星的爆炸或者是巨大的黑洞才有這個能力,但是天鵝座地區卻并不具備這種條件。
這項研究成果被發表在了最新一期的《物理學回顧》雜志上。負責研究項目的是來自范德比爾特大學的物理學家托馬斯·韋勒(音),參加研究工作的還有來自美國威斯康星州密爾沃基大學的物理學家中易斯·安奇羅多吉(音)、來自俄亥俄州大學的物理學家約翰·比克姆(音)、來自東北大學的物理學家哈姆·格爾德博格(音)和來自達拉謨大學的塞格爾·帕羅瑪斯(音)。
按照目前的天體物理學理論,高能宇宙伽瑪射線的形成需要有一個非常強大的磁場空間,能夠產生如此強大磁場空間的只有恒星爆炸或者是在許多星系中央存在的超級黑洞。然而天鵝座只是一個由年輕的、高溫的、明亮的恒星組成的星系,根本不具備釋放出高溫伽瑪射線的能力,所以,天文學家們探測到的天鵝座伽瑪射線的形成必然有其它的原因,韋勒和他的同事們提出的新理論也就應運而生了。這個新理論可以解釋天鵝座恒星的特點,揭密天鵝座恒星周圍核子風暴的秘密以及為什么這里可以產生高溫伽瑪射線。
人類首次發現宇宙射線是在1912年,當時是通過一次熱氣球實驗發現的。當時,科學家們就對射線中所蘊含的巨大能量感到非常驚奇并從那里起開始研究這些射線的來源。起初,幾乎所有的科學家們都認為這種射線來自于外太空。到今天,科學家們已經認識到這些射線是由不同的物質組成的,它們包括伽瑪射線、電子射線、質子射線及核子射線,對于這些射線的起源,科學家們也有了更深入的認為。絕大部分的低能射線都是由太陽產生的,但高能射線還是來自于宇宙深處。
盡管經過了許多年的研究,宇宙射線對于我們來說還是有許多的秘密,例如蘊含能量最高的質子射線究竟是怎么回事。質子射線就好象是棒球運動中的擊球手一樣。在射線形成之初,數億顆質子分享了宇宙能量,但是其中的部分質子似乎可以繼承其它質子中的能量逃逸出來,就好象擊球手集中全力的一擊一樣。目前還沒有一種理論可以全球的解釋這一現象。
還有一個令人不解的問題就是高能伽瑪射線的來源問題。在可見光譜范圍內,伽瑪射線所蘊含的能量是光子的一萬億倍,可以說伽瑪射線是我們能夠看到的最強烈的光。科學家們曾經做過測試,伽瑪射線中一個電子的能量就可以產生1伏特的電壓,而一般的伽瑪射線中都會含有數萬億個這樣的電子。
近年來,天文學家們就宇宙射線的問題,特別是伽瑪射線的問題提出過許多的理論設想,其中為多數人接受的理論認為伽瑪射線的形成原因是受到了宇宙中的強烈磁場的作用。宇宙中的超強磁場對其中的電子進行了加速,電子的運行速度達到一定強度后就轉變成了微波級光子,這種微波光子的能量儲存能力就可以提高數千甚至數萬倍。當電子運行至脫離磁場范圍后,它的能量就會逐步衰減,并逐漸形成我們所看到的伽瑪射線。還有一種比較成熟的理論認為宇宙射線的形成與質子和光子的碰撞有關。首先,質子以犧牲自身的穩定性為代價吸收光子,隨后質子迅速衰變成亞原子,進而在宇宙中形成伽瑪射線。
韋勒稱,“我們在研究中發現了一個伽瑪射線形成的新理論,天鵝座中的那些恒星可以釋放出紫外線,恒星風暴中還包含有質、硅元素等物質,而且其中的核物質帶有強烈的正電荷。在這種環境下,由于受紫外線的作用,一個中等強度的磁場也可以加速電子的運行,而且紫外線還有助于核子分裂而形成伽瑪射線。這個理論與先前的伽瑪射線理論并不沖突,伽瑪射線的起因都是由于磁場對電子的加速運動。”
俗話說,知己知彼百戰不殆,我們想要躲過伽瑪射線的傷害,就必須清楚他的來源,產生過程等因素,這樣才能更好的預測和規避災難。探索宇宙這件事,人們還有很長的路要走。