伽马射线爆发_伽马射线爆发时间
2025-03-24 08:56 - 立有生活网
宇宙射线是不是比伽马射线更厉害
宇宙中最强的五种能量分别是伽马射线、γ射线、辐射能量、反物质能量、默哈玛能量。宇宙射线是指出现在宇宙空间的射线。
伽马射线爆发_伽马射线爆发时间
伽马射线爆发_伽马射线爆发时间
因为原子核本身出现了震荡,也是因为和其他的高频电磁波发生了反应,所以才会导致这种情况的发生。
按物理学的波长长短进行分类:线(只要高于零度0k,-273°)都会释放辐射(比如宇宙微波背景辐射,-2.7k).可见光(比如蜡烛,火柴,台灯,太阳),紫外线,x射线,伽马射线,....
宇宙射线主要指各种高能微观粒子,主要是质子流(氢原子核),阿尔法粒子(氦原子核),意见其他各种原子核,电子,中微子和高能光子(X射线和伽马射线光子。)
伽马射线暴的来源 起因
宇宙中最强烈爆炸产生的能量甚至比之前已知的更高:使用专门的望远镜,两个研究小组记录到了从伽马射线爆发中测量到的能量伽马射线,达到了可见光的1000亿倍。使用H.E.S.S.和MAGIC望远镜的科学家们在《自然》期刊上发表了其观察结果,这是次用地基伽马射线望远镜探测到伽马射线爆发。DESY在两个天文台中都扮演着重要的角色,这两个天文台都是在Max Planck Society的下运行。关于伽玛射线暴的成因,有人猜测它是两个致密天体如中子星或黑洞的合并产生的,也有观点认为它是在大质量恒星演化为黑洞的过程中产生的。伽玛暴有两类,短暴(小于2秒)与长暴(大于2秒)。
原因:超新星爆发、黑洞生成、黑洞吞噬物质、白矮星或中子星伽玛射线暴及其它宇宙射线及激光等都有一个共性,那就是不准进入四维空间中。并合等后果:地球大气层阻挡了γ射线,因此对人类无影响预兆:以现在的科技还无法预料
探测到迄今为止,能量最强的伽马射线暴,仅次于宇宙大爆炸
α射线、β射线和γ射线,都是由核反应产生的。核反应主要分为核裂变、核聚变、粒子轰击、放射性衰变 ,衰变属于自然反应,而核裂变、核聚变和粒子轰击可以人工干预。伽马射线暴(GRB)是在宇宙中的某个地方每天都在发生的突然、短暂的伽马辐射爆发。根据目前所知,它们起源于碰撞中子星或巨型恒星塌缩成黑洞的超新星爆炸。伽玛射线爆发是宇宙中已知的最强大爆炸,仅在几秒钟内就释放出比太阳整个生命周期中释放的能量还多,可以照亮几乎整个可见的宇宙。天文学家一直在用卫星研究伽马射线爆发,因为地球的大气层非常有效地吸收伽马射线。天文学家已经开发出专门的望远镜,可以观察到宇宙伽马射线在大气中诱导称为切伦科夫光的微弱蓝色辉光。
该被称为GRB 190829A,是至今观测到的最近的GRB之一,距离地球仅10亿光年,而其它GRB通常距离地球约20亿光年。利用高能立体系统H.E.S.S.的28米望远镜观测到伽马射线GRB 180720B的微弱余辉发射。位于拉帕尔主要大气伽马成像切伦科夫(Magic)望远镜探测到GRB190114C的明亮早期发射。这两个观测都是由美国航天局NASA的伽马射线卫星触发,这些卫星监测天空中的伽马射线爆发,并在探测到伽马射线时自动向其他伽马射线观测站发送警报。在最初的20分钟观察中,检测到了来自GRB 190114C的数千个光子,能量在200到1000亿电子伏特(0.2到1太电子伏特)之间的伽马射线。
这是迄今为止从伽马射线爆发中发现能量的光子,而可见光大约在1到3电子伏特范围内。这一快速发现使整个观察界迅速警觉起来,结果,二十多个不同的望远镜对目标进行了更深入的观察。这使得可以定位能量发射物理机制的细节。GRB180720B,距离60亿光年甚至更远,在初始爆炸后很久,仍然可以在能量在100亿到4400亿电子伏特之间的伽马射线中探测到。这个发现来得相当出乎意料,因为伽马射线爆发正在迅速衰减。
留下的余辉可以在从电到X射线的许多波长上看到数小时到数天,但以前从未在超高能量伽马射线中被检测到。这一成功也归功于一种改进的后续战略,在这种战略中,还专注于在实际恒星塌陷之后进行观察。在非常高能量下的伽马射线爆发探测为巨型爆炸提供了重要的新见解。已经确定伽玛暴产生的光子能量比可见光高数千亿倍。测量表明,超高能量伽马射线释放的能量与所有较低能量的总辐射量相当。要解释观察到的超高能伽马射线如何产生,是具有挑战性的。
我国天地联合观测到迄今最亮伽马射线暴,打破了哪些记录?
最近,科学家们成功获得了迄今为止最强大的宇宙爆炸之一的观测,它发生在与我们很接近的宇宙空间中。打破了观测程度最近 以及最α射线是高速运动的α粒子流的记录,我觉得我们很厉害,以后一定会更加破记录。
目前已经打破了世界上最快最亮伽马射线暴的记录,而且用到的人力也是最少的,画质也是最清晰。
地球附近频现伽马射线暴,究竟是怎么回事呢?
地球上的氦气主要就是地球上的放射性元素衰变产生的。附近频现伽玛射线暴其实就是因为地球,他的运动太快了。所以伽玛射线暴其实是跟不上地球的运动的,所以他才会把自己暴露的太明显。
研究团队使用HESS(高能立体视野)望远镜观测了目前能量也是持续最长时间的伽马射线暴(GRB)的余辉。令人惊讶的是,观测结果和GRB的现有理论有冲突。由于人类目前的科技水平有限,我们对伽马射线暴的了解并不全面,因此无法揭开它的神秘面纱,随着探索的不断深入,或许我们在未来有新的认识。
宇宙最强的能量爆发!伽马射线暴究竟是什么?
茫茫宇宙无边无际,宇宙中存在着较多能量,最强的五种能量是什么?
一定可以。通过人类的努力,在地球下一次遭遇因此,新的结果有力地表明,这次余辉中的X射线和超高能伽马射线是由相同的机制产生的。伽玛射线暴前,人类肯定可以走向高级阶段,从而消除它带来的威胁。浩瀚宇宙有很多强大的力量,比如:伽玛射线,γ射线,辐射能量,反物质能量,默哈玛能量。这种能量都是非常的。
为什么宇宙中有伽马射线暴?却没有阿尔法射线暴和贝塔射线暴?
这里面能量确实是伽马光子。表面上看来,α射线、β射线和γ射线都是射线,但本质上是不同的,这三种射线在传播过程中与物质的作用也各不相同。下面先来探讨他们的本质。
宇宙射线中也包含伽马射线。放射性元素的原子核会自发的衰变,比如和镭等,原子核的衰变按所释放出的射线可以分为三种方式,即α衰变、β衰变和γ衰变。
下面来简单介绍一下。
α粒子是核反应过程中产生的,它由两个中子和两个质子构成,本质上是氦的同位素氦4的原子核。
α粒子是带两个单位正电的高能粒子,质量很大为氢原子的4倍,速度可达每秒2万公里。正是因为质量大且带电,它在穿过介质后会迅速失去能量,因此穿透力不大,一张薄纸就能将其阻挡。
电子相信就不用多介绍了,它是构成原子的重要粒子,带有一个单位电荷。原子由带正电的原子核(原子核由带一个单位正电荷的质子和电中性的中子构成)和围绕它的核外电子(负电子)组成。电子质量非常小,原子中99.9%的质量都集中于原子核上。
β衰变可分为三种
正贝塔衰变:原子核内的一个质子转变为一个中子时,就会向外同时释放一个正电子和一个中微子。
负贝塔衰变:原子核内的一个中子转变为一个质子时,释放的是一个负电子,还会产生一个反中微子。
(上图为贝塔衰变的三种反应模式)
在贝塔衰变过程中,正电子若与负电子相遇,就会发生湮灭,并释放出伽马射线。
γ射线是高能电磁波,或者说是光子流。
光子的质量为0,不带电荷,以光速在空间中传播。伽马射线是波长短于0.1纳米的电磁波。当原子核从激发态(高能状态)转变为基态时就会向外辐射出伽马射线。
γ射线有很强的穿透力,需要较厚的铅板才可以将其阻挡,如果是混凝土墙得需要1.5米才能屏蔽它。即使这样,伽马射线也很难穿透大气到达地表。要是没有大气层,陆地上估计也就不会有生命了。
宇宙中的伽马射线主要产生于恒星的核聚变反应。
伽马射线之所以具有如此强的穿透力,是因为光子没有质量、没有电荷,并且光具有波粒二象性,可以很容易的绕开障碍物。虽然所有粒子都具有波粒二象性,光子的波动性显然更强。
伽玛射线暴是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然激增的现象,持续时间在0.1-1000秒。伽玛暴是发生在恒星级天体中的一种现象。伽玛暴是宇宙中发生的最剧烈的爆炸。
恒星在生命的末期发生超新星爆发,以及黑洞或者中子星发生合并,都会产生伽马射线暴。伽马射线暴在宇宙中并不经常发生,一发生就是大。
据科学家们的推测,地球上的某次生物大灭绝就可能与伽马射线暴有关。距离地球较近的高能伽马射线会改变地球的大气环境。
α射线、β射线和γ射线在宇宙中广泛存在,在宇宙射线中就存在这三种射线的踪迹。宇宙射线中89%都是质子(氢原子核),剩下10%是α粒子(氦原子核),β粒子(电子)、γ射线(光子)和中微子等粒子占据了余下的1%。
经过上面的介绍,大家知道,阿尔法粒子和贝塔粒子带有电荷,很容易与其他物质发生相互作用,传播方向也很容易在电磁场的作用下发生偏转。阿尔法粒子和贝塔粒子的穿透力也比较弱,正贝塔粒子还很容易发生湮灭反应,故不能形成射线暴。
(三种射线在磁场作用下的偏转效果示意图)
而伽马射线却不受电磁场的影响,且伽马射线的穿透力本身就很强,容易聚集成束。形成射线暴的一个重要原因就是大量的高能辐射,在宇宙中显然只有伽马射线才具有这个资格,因为各种高能的恒星级天体活动(相对来说,最常见的就是超新星爆发),都会产生大量的伽马射线。
(上图为超新星爆发过程的艺术照)
人类文明能够逃脱伽玛射线暴的清理,走向高级阶段吗?
两个小组都设一个两个阶段的过程:首先,爆炸云中的快速带电粒子在强磁场中偏转并发射所谓的同步辐射,这种辐射的性质与地球上同步加速器或其他粒子加速器产生的辐射性质相同,例如在DESY。然而,只有在相当极端的条件下,爆炸产生的同步光子才能达到观察到的非常高能。相反,科学家们考虑第二步,在那里同步辐射光子与产生它们的快速粒子碰撞,这将它们提升到非常高的伽马射线能量,科学家称后一步为逆康普顿散射。我认为不能够逃脱伽玛射线的清理,这种射线目前没有办法避免,在未来臭氧层的空洞继续扩大,很难阻止
轨道电子俘获:即原子核从核外电子中俘获一个电子(负电子)的衰变过程,原子核中一个质子吸收电子后将变为中子,这个过程并不会向外辐射电子,但会向外发射一个中微子。这是一个概率,需要看地球是处于90%的清理之列,还是在10%的逃脱之列,我们是无法抗拒的,只能自求多福。
邻近宇宙中超强伽马射线爆炸 挑战现有理论
(上图为放射性元素238的衰变之旅)该伽马暴首次报导是在2019年8月29日,当时费米(Fermi escope)和斯威夫特(Swift escope)太空望远镜探测到了波江座方向的伽马射线爆发。
当HESS望远镜可以看到它时,研究团队立即观察了它的来源。
“我们可以观察几天的余辉和前所未有的伽马射线能量。”泰勒继续说道。
由于这个GRB离我们很近,这使得科学家可以在非常高的能量范围内详细观察余辉的光谱。该团队能够最初爆炸后三天的余辉。
已建立的GRB理论普遍认为X射线发射源于GRB强磁场中相对论电子的同步辐射。然而,即使对于最强大的爆炸,这种机制也不太可能直接产生观察到的超高能伽马射线。
这是由于“燃尽极限”,由源内粒子的加速和冷却平衡决定的。产生非常高能量的伽马射线所需要的能量远远超出燃烧极限的电子。相反,目前的理论表明,同步辐射自身康普顿散射会产生超高能伽马射线,其中快速电子与同步辐射光子碰撞,从而将它们提升到伽马α射线、β射线和γ射线本质上是高速运动的高能粒子流。阿尔法衰变射出的是α粒子,而贝塔衰变射出的是电子,伽马衰变射出的是光子。若以穿透力排名,γ粒子>β粒子>α粒子。射线能量。
但是现在对GRB 190829A余辉的观测表明,X射线和伽马射线这两种成分同步消退。此外,伽马射线光谱与X射线光谱的明显能相互连接。这对超高能伽马射线发射的同步辐射自身康普顿散射理论提出了严峻挑战。
这项研究的深远影响凸显了对超高能伽玛暴余辉发射进行进一步研究的必要性。早期对极高能量的GRB的探测发生在宇宙中更远的地方,它们的余辉只能观察到几个小时,而且达不到超过1太电子伏 (TeV)的能量。
伽马射线暴的爆发历史
当原子核发生β衰变时,就会释出高能电子,其速度可达光速的99%。不过仅仅一张铝箔就能将其阻挡。一、星际尘埃吸收伽马射线暴可见光,2009年6月8日,在美国天文学学会会议上美国加州大学伯克利分校丹尼尔-珀利(Daniel Perley)说:“我们相信已经揭开了黑暗伽马射线暴的成因之谜。”他和同事们通过加州帕洛马天文台直径60英寸的望远镜发现“雨燕”探测卫星曾观测的29个伽马射线暴中14个是黑暗的,无法观测到可见光波。他们进一步通过夏威夷凯克天文台的10米望远镜进行观测,结果显示它们并不是完全处于黑暗状态。这14个黑暗伽马射线暴中有3个透出微弱光线,像昏暗的余晖,其余的11个伽马射线暴虽然处于黑暗状态,但是研究小组发现了导致伽马射线暴产生的强烈爆炸所在的星系。这说明这些伽马射线暴伽马射线暴均匀地分布在银河系各处,它可能类似于一个聚光灯,能够向特定的方向发射,导致地球附近频现伽马射线暴。产生的星系距离地球不会超过129亿光年,因为这已经接近了人类宇宙观测的极限。而且如果距离超过129亿光年,任何可探测的光波都会发生多普勒红移。
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