志成

發(fā)送到太空的設(shè)備向地面?zhèn)骰亓艘环@心動(dòng)魄的圖像：宇宙邊緣突然出現(xiàn)了一道明亮而短暫的光束，發(fā)出的光芒比空中任何恒星都耀眼，整個(gè)過(guò)程只持續(xù)了幾秒就消失了……

1967年7月2日，美國(guó)用于監(jiān)視別國(guó)秘密核試驗(yàn)的兩顆國(guó)防衛(wèi)星觀測(cè)到了此次爆炸現(xiàn)象，科學(xué)家們說(shuō)這是來(lái)自某個(gè)未知天體的伽馬射線暴，他們把它比作令人迷惑的“太空火花”。

伽馬射線是電磁波譜上最強(qiáng)的輻射形式。以前人們只知道從放射性原子核和太陽(yáng)磁暴中會(huì)散發(fā)出大量伽馬射線，但這次卻看到了來(lái)自宇宙邊緣的伽馬光束。芝加哥大學(xué)的天體物理學(xué)家蘭姆說(shuō)：“這是我們所知道的最奇異的天文現(xiàn)象?！?/p>

從那時(shí)起，科學(xué)家們就開(kāi)始設(shè)法解釋伽馬射線的爆發(fā)。他們對(duì)這種現(xiàn)象的起因提出了一百多種模式，其中一些說(shuō)法十分牽強(qiáng)，例如“彗星-反彗星”的湮滅和星球大戰(zhàn)等。

現(xiàn)在，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為伽馬射線是在一顆高速旋轉(zhuǎn)的巨大恒星向內(nèi)坍縮形成坍縮星的過(guò)程中放射的。坍縮星是超新星的一種，其巨大的質(zhì)量和極高的旋轉(zhuǎn)速度使它更快、更徹底地走向毀滅。

電腦模擬的過(guò)程顯示，這種恒星內(nèi)爆時(shí)產(chǎn)生的巨大熱量會(huì)形成兩股物質(zhì)和能量噴流，分別向坍縮旋轉(zhuǎn)平面的上方和下方噴射。

這兩股相對(duì)的物質(zhì)能量噴流以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)，其中的能量和碎片互相撞擊，加劇了某種震動(dòng)效果，由此導(dǎo)致的能量瞬間轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了伽馬射線。盡管超新星爆發(fā)一般可持續(xù)幾周或幾個(gè)月，但由一顆坍縮星能量匯聚成的一次伽馬射線暴通常只能持續(xù)20秒。

20世紀(jì)90年代初，NASA的康普頓伽馬射線天文臺(tái)一年記錄了大約400次爆發(fā)，但儀器不能確定它們?cè)谔罩械谋l(fā)位置。

尋找伽馬射線暴的源頭就像在球場(chǎng)中尋找是誰(shuí)把一粒花生擲到你頭上一樣困難——爆發(fā)前沒(méi)有任何跡象，可能的來(lái)源太多，沖擊力提供的目標(biāo)軌跡也很模糊。自人們發(fā)現(xiàn)伽馬射線暴以來(lái)，在觀測(cè)到的數(shù)千次爆發(fā)中，查明來(lái)源的寥寥可數(shù)。

情況出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)是在2007年，一顆名為Bep-poSAX的意大利-荷蘭人造衛(wèi)星觀測(cè)到一次爆發(fā)的余暉——由殘留的x射線、可見(jiàn)光和無(wú)線電波組成，伽馬射線消失后它們一般可以持續(xù)幾天甚至數(shù)月。這種余暉為解釋天文學(xué)上伽馬射線的生成提供了有力的線索。

與短暫的爆發(fā)相比，余暉的持續(xù)時(shí)間要長(zhǎng)得多，天文學(xué)家因而來(lái)得及計(jì)算爆發(fā)源頭的距離和方向。人們對(duì)余暉的研究已經(jīng)證實(shí)，伽馬射線暴不僅是一種最明亮、能量最高的爆發(fā)現(xiàn)象，也是可觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的爆發(fā)現(xiàn)象。目前已知的最遠(yuǎn)一次爆發(fā)發(fā)生在近120億光年以外，其射線是在銀河系誕生以前釋放出來(lái)的。

伽馬射線暴發(fā)生在遙遠(yuǎn)距離以外，這是可以說(shuō)得通的，因?yàn)樵缙诘挠钪婵梢苑派滟ゑR射線的高質(zhì)量旋轉(zhuǎn)恒星可能比現(xiàn)在多。2002年4月，一個(gè)由各國(guó)天文學(xué)家組成的科研小組提供了迄今最有力的證據(jù)，他們觀測(cè)到一次具體的爆發(fā)確實(shí)伴隨著一顆大恒星的消亡。但是，伽馬射線暴和超新星的關(guān)系仍然不夠明確。

在此之前，NASA在2000年發(fā)射的一顆人造衛(wèi)星——高能瞬時(shí)探測(cè)器（HETE-2）的觀測(cè)結(jié)果可能會(huì)給伽馬射線暴的追隨者們一些啟示。

HETE-2是人類(lèi)發(fā)射到太空的最靈敏的伽馬射線探測(cè)儀器。它可以在爆發(fā)的幾秒之內(nèi)計(jì)算出爆發(fā)位置，并把坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送給像珍珠項(xiàng)鏈一樣環(huán)赤道而設(shè)的地面接收站，接收站立即向麻省理工學(xué)院控制中心提供消息，后者再通知全球各地的伽馬射線愛(ài)好者。幾分鐘后，地面和太空的望遠(yuǎn)鏡就能把HETE-2的觀測(cè)范圍擴(kuò)展到其他波長(zhǎng)范圍。

截至目前，HETE-2已經(jīng)捕獲了17次清晰的爆發(fā)，但有些爆發(fā)不符合預(yù)測(cè)形式。例如觀測(cè)到的第5次爆發(fā)過(guò)于短暫，用坍縮星理論難以解釋。這些轉(zhuǎn)瞬即逝的爆發(fā)，持續(xù)時(shí)間不到1秒，卻比持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的爆發(fā)釋放出更大的沖擊力。

HETE-2和其他太空設(shè)備還觀測(cè)到由X射線和伽馬射線構(gòu)成的短暫的混合閃光。人們發(fā)現(xiàn)其余暉也各具特點(diǎn)，有些以可見(jiàn)光形式發(fā)送，有些則以x射線和無(wú)線電波形式發(fā)送。

一些科學(xué)家認(rèn)為，未來(lái)10年里，人們將展開(kāi)另外三個(gè)伽馬射線項(xiàng)目來(lái)幫助解開(kāi)謎題。同時(shí)，HETE-2收集的數(shù)據(jù)似乎引發(fā)了對(duì)這種最耀眼“太空火花”起源的新一輪討論。甚至坍縮星理論的創(chuàng)建者也承認(rèn)，單純一種來(lái)源不可能解釋新發(fā)現(xiàn)的各式各樣伽馬射線暴的“太空火花”之謎。endprint