2022年,歐空局的空間望遠鏡觀測到有史以來最亮的伽馬射線暴。得益于這個突然亮起的“閃光燈”,銀河系中的20個塵埃云被它照亮,科學家借此機會確定了這些塵埃云和地球的距離以及具體構成物質。
伽馬射線暴是目前觀測到的宇宙中最猛烈的爆發(fā)現(xiàn)象。當大質量恒星的核心坍縮,或者兩顆致密星碰撞合并形成黑洞時,都有可能會產(chǎn)生伽馬射線暴。伽馬射線具有極強的穿透性,會對人體細胞造成破壞。
至今,伽馬射線暴仍被稱為高能天文學中最大的謎團。
伽馬射線暴發(fā)射出來的能量集中在一個非常狹窄的光束中,只有當?shù)厍蛘锰幵谶@種光束的路徑上,我們才能檢測到伽馬射線暴。天文學家推測,在每天發(fā)生的約500 次伽馬射線暴中,只有1 次能被衛(wèi)星觀測到。伽馬射線暴的持續(xù)時間極短,多數(shù)在幾毫秒到2 秒之間,要捕捉到伽馬射線暴并不容易。
中國載人航天工程天宮二號空間實驗室搭載的伽馬暴偏振探測儀(以下簡稱“天極”望遠鏡)是探測伽馬射線暴所發(fā)出的伽馬射線的偏振的神器,由我國自主研發(fā),它的探測效率比國際同類儀器高幾十倍。
科學家將“天極”望遠鏡稱為“偏愛伽馬射線暴的‘小蜜蜂’”,原因有二。
一是“天極”望遠鏡在構造上類似于蜜蜂的復眼。蜜蜂的每個復眼包含約6300 個小眼,這些小眼能敏感地感知光的偏振狀態(tài),確定太陽的方位,然后以太陽為定標判斷方向?!疤鞓O”望遠鏡的探測器陣列由1600 根塑料閃爍棒組成,這些塑料棒可以及時感知到伽馬射線并發(fā)出熒光,多根塑料棒同時發(fā)光就可以確定伽馬射線暴的方位。
二是由于伽馬射線暴不可預測、隨機發(fā)生,為了最大限度地捕捉伽馬射線暴,“天極”望遠鏡將在允許的情況下盡可能開機運行,猶如蜜蜂一樣不知疲倦地工作。
預計“天極”望遠鏡將運行兩年,能夠探測到大約100 次伽馬射線暴,提供高精度的偏振測量樣本。后續(xù)的“伽馬暴偏振探測儀二號”
(簡稱POLAR-2)也已經(jīng)成功入選中國空間站首批科學實驗,預期2024 年左右發(fā)射運行,其科學能力將有大幅度提高,有望為最終解決黑洞的形成和極端相對論噴流產(chǎn)生的重大科學問題作出關鍵貢獻。
(編輯:劉穎)