“太空火花”之谜

来源 :发明与创新(学生版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:guyehanxing
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  发送到太空的设备向地面传回了一幅惊心动魄的图像:宇宙边缘突然出现了一道明亮而短暂的光束,发出的光芒比空中任何恒星都耀眼,整个过程只持续了几秒就消失了……
  1967年7月2日,美国用于监视别国秘密核试验的两颗国防卫星观测到了此次爆炸现象,科学家们说这是来自某个未知天体的伽马射线暴,他们把它比作令人迷惑的“太空火花”。
  伽马射线是电磁波谱上最强的辐射形式。以前人们只知道从放射性原子核和太阳磁暴中会散发出大量伽马射线,但这次却看到了来自宇宙边缘的伽马光束。芝加哥大学的天体物理学家兰姆说:“这是我们所知道的最奇异的天文现象。”
  从那时起,科学家们就开始设法解释伽马射线的爆发。他们对这种现象的起因提出了一百多种模式,其中一些说法十分牵强,例如“彗星-反彗星”的湮灭和星球大战等。
  现在,大多数科学家认为伽马射线是在一颗高速旋转的巨大恒星向内坍缩形成坍缩星的过程中放射的。坍缩星是超新星的一种,其巨大的质量和极高的旋转速度使它更快、更彻底地走向毁灭。
  电脑模拟的过程显示,这种恒星内爆时产生的巨大热量会形成两股物质和能量喷流,分别向坍缩旋转平面的上方和下方喷射。
  这两股相对的物质能量喷流以接近光速的速度运动,其中的能量和碎片互相撞击,加剧了某种震动效果,由此导致的能量瞬间转换产生了伽马射线。尽管超新星爆发一般可持续几周或几个月,但由一颗坍缩星能量汇聚成的一次伽马射线暴通常只能持续20秒。
  20世纪90年代初,NASA的康普顿伽马射线天文台一年记录了大约400次爆发,但仪器不能确定它们在太空中的爆发位置。
  寻找伽马射线暴的源头就像在球场中寻找是谁把一粒花生掷到你头上一样困难——爆发前没有任何迹象,可能的来源太多,冲击力提供的目标轨迹也很模糊。自人们发现伽马射线暴以来,在观测到的数千次爆发中,查明来源的寥寥可数。
  情况出现转机是在2007年,一颗名为Bep-poSAX的意大利-荷兰人造卫星观测到一次爆发的余晖——由残留的x射线、可见光和无线电波组成,伽马射线消失后它们一般可以持续几天甚至数月。这种余晖为解释天文学上伽马射线的生成提供了有力的线索。
  与短暂的爆发相比,余晖的持续时间要长得多,天文学家因而来得及计算爆发源头的距离和方向。人们对余晖的研究已经证实,伽马射线暴不仅是一种最明亮、能量最高的爆发现象,也是可观测到的最遥远的爆发现象。目前已知的最远一次爆发发生在近120亿光年以外,其射线是在银河系诞生以前释放出来的。
  伽马射线暴发生在遥远距离以外,这是可以说得通的,因为早期的宇宙可以放射伽马射线的高质量旋转恒星可能比现在多。2002年4月,一个由各国天文学家组成的科研小组提供了迄今最有力的证据,他们观测到一次具体的爆发确实伴随着一颗大恒星的消亡。但是,伽马射线暴和超新星的关系仍然不够明确。
  在此之前,NASA在2000年发射的一颗人造卫星——高能瞬时探测器(HETE-2)的观测结果可能会给伽马射线暴的追随者们一些启示。
  HETE-2是人类发射到太空的最灵敏的伽马射线探测仪器。它可以在爆发的几秒之内计算出爆发位置,并把坐标数据发送给像珍珠项链一样环赤道而设的地面接收站,接收站立即向麻省理工学院控制中心提供消息,后者再通知全球各地的伽马射线爱好者。几分钟后,地面和太空的望远镜就能把HETE-2的观测范围扩展到其他波长范围。
  截至目前,HETE-2已经捕获了17次清晰的爆发,但有些爆发不符合预测形式。例如观测到的第5次爆发过于短暂,用坍缩星理论难以解释。这些转瞬即逝的爆发,持续时间不到1秒,却比持续时间长的爆发释放出更大的冲击力。
  HETE-2和其他太空设备还观测到由X射线和伽马射线构成的短暂的混合闪光。人们发现其余晖也各具特点,有些以可见光形式发送,有些则以x射线和无线电波形式发送。
  一些科学家认为,未来10年里,人们将展开另外三个伽马射线项目来帮助解开谜题。同时,HETE-2收集的数据似乎引发了对这种最耀眼“太空火花”起源的新一轮讨论。甚至坍缩星理论的创建者也承认,单纯一种来源不可能解释新发现的各式各样伽马射线暴的“太空火花”之谜。
其他文献
在世界科幻界,雨果奖和星云奖被公认为最具权威与影响的两项大奖。其中雨果奖是为纪念来自卢森堡的现代科幻小说奠基人雨果·根斯巴克,为“世界科幻协会”根据爱好者的投票而授予的科幻小说奖。  北京时间8月21日,第74届雨果奖颁奖典礼在美国堪萨斯城举行。科幻作家郝景芳凭《北京折叠》获得中短篇小说竞选单元奖,是继2015年刘慈欣之后又一位获得雨果奖的中国作家。  文学作品历来就是电影创作取之不尽的丰厚宝藏,
被誉为“世界上最受欢迎的博物馆”的芝加哥科学与工业博物馆,是美国历史最悠久的现代科技馆,也是世界上规模最大的互动展示型科普博物馆。  当年,赫鲁晓夫预定的访美行程中,芝加哥科学与工业博物馆是他及随行人员指定要去的两处参观地之一。可见,这座全美最好、世界最著名的科技馆,因科技领先、门类齐全,不仅吸引了这位前苏联最高领导人,还寄托着苏联人对科技与发展的渴望。  芝加哥科学与工业博物馆座落在芝加哥南城的
爸爸平常爱逛旧货市场。有一次,在临泉的一个地摊上,爸爸发现了一只用石头雕成的羊,黑黝黝的,有些粗糙,上面还蒙了一层尘土,似乎卧在那里很久了。  爸爸用十元钱买下了它,把它放在书橱的一个角落里。我不喜欢它,嫌它笨重丑陋;妈妈也不喜欢它,嫌它黯淡无光。一开始,爸爸取书时,还向那个角落瞥上几眼,时间一长,爸爸似乎也将石羊遗忘了。  一天,爸爸的一个老友来了,他看到书橱里的这只石羊似乎吃了一惊。他将石羊托
2012年8月,我们代表湖北省参加了在宁夏举办的第27届全国青少年创新科技大赛活动,塞上江南的科技盛宴至今仍令我们回味无穷。  意外发现  ——潜心探究不言苦  我们在乡下亲戚家做客时,观察到有些潮湿的砖墙墙脚长出了“白毛”,进一步调查发现,年代较久的砖瓦房离地面较低处及阴暗潮湿的猪圈、厕所墙面上都有“白毛”。“白毛”是什么?为何会长“白毛”?  在周和平等老师的指导下,我们一次次走访砖厂,询问砖
第36届湖南省青少年科技创新大赛于4月17日至19日在岳阳市东升小学举行。经过技能测试、公开展评等环节,隆回县多所中学的选手脱颖而出。   桃花坪中学魏苏柯同学发明的米烧酒电热酿酒器、金石桥山区学校优秀民俗艺术进课堂的实践与探究等7个创新成果项目荣获全省青少年科技创新大赛一等奖。   其中隆回一中学生刘丰源的发明项目“新型警用防爆电盾”、隆回二中郑喜华的“隆回北面山区新鲜圆锥板栗仁吸附保鲜研究
“哇,老师、同学们快来看!有机肥燃烧物加热后,果然夺取了氧化铜粉中的氧,将氧化铜还原为红色的铜。实验证明有机肥中含有碳。”原来,湖南省邵阳市雨山铺镇中心学校科学种植兴趣小组的留守学生正利用节假日,在老师的指导下,用实验探究有机肥如菜枯饼、腐熟猪牛粪中是否含有碳。  通过这一探究性活动,学生学到了课本上没有的许多知识——有机肥中含有大量的有机物,而土壤中的微生物能将其分解成无机物,并产生大量二氧化碳
去年冬天,爸爸开车载着我们一家人从远房亲戚家回来,当爸爸拐进一个弯道时,由于这条路可双向行使,对面开来了一辆车,强烈的灯光照亮了整个车厢。还好爸爸凭借多年的行车经验,及时将远光灯调成近光灯,看清路况后及时躲避,才避免了一场交通意外。  汽车车灯有远光灯和近光灯。夜间正常行驶时,司机通常打开远光灯,以便根据前方的路况改变行车方向或行驶速度。但在会车时,如果两车同时打开远光灯,强烈的光线会刺激司机的眼
那一天,我怀揣着自己的梦想,来到了这座城市。面对眼前的高楼大厦和行色匆匆的人群,我在心里问自己:他们将去何处,而我又将去往何方?没有人会给我答案,只能靠自己去思索、拼搏……  我伫立在校门口,心潮澎湃。踏进校门,眼前的一切震撼了我:一条笔直宽阔的大道延伸至校园尽头,一栋栋整齐划一的现代化教学楼矗立在大道两旁,翠绿而茂盛的樟树像一位位师长引领着我走向前方,在树与树之间还有许多校友的雕像,从他们的眉宇
感觉车速    一天,卡斯的车被警察拦了下来。  警察问他里程表灵不灵。卡斯摇摇头。  警察说:“开车不知道速度是犯法的!”  卡斯忙解释道:“先生,我知道车的速度。车门颤抖,时速是30公里,整个汽车颤抖是40公里,我心里颤抖时,时速已超过了50公里。”    距离    富翁瞧了瞧坐在身边的农夫,有意想侮辱他一下,便对农夫说:“喂!你看看自己,跟一头猪能差多远?”  农夫上下打量了一下富翁,看了
2014年暑假,我参与了宜章县土壤肥力检测站对该县土壤肥力进行检测的部分工作。研究过程中,我发现了一个反常的现象:虽然土壤中含磷较多,但水稻在生长过程中仍然出现了典型的缺磷症状。按照常理,通过施磷可有效解决这一问题,但现实情况是,施磷后植株的缺磷症状并未得到缓解。  通过查找资料得知,土壤中可被植物吸收的磷养分称之为有效磷,它是土壤磷素养分供应水平高低的指标,土壤磷素含量高低在一定程度上反映了土壤