银河文明4:超新星|游戏资源|

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《银河文明4:超新星》

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《银河文明4:超新星》

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最强伽马射线暴 将会曝出这些超新星“猛料”

最强伽马射线暴 将会曝出这些超新星“猛料” 图 1 智利的双子座南望远镜对GRB221009A的观测(图片来源:双子星天文台/NOIRLab/NSF/AURA//B. O'Connor (UMD/GWU)& J. Rastinejad & W. Fong (西北大学)短短几小时间,全球数以万计的望远镜指向了爆炸的源头,纷纷记录下这载入史册的一刻。这一事件有个绰号叫做“BOAT”(brightest of all time),官方名称是“GRB221009A”,科学家们希望通过它阐明在可怕的黑洞中的物理学知识。马里兰和乔治华盛顿大学的布兰登·奥康纳表示:“这是百年一遇,甚至是千年一遇的大事记,我们惊叹于它的出现,并十分庆幸自己有机会研究它。”其实,伽马射线并不稀奇,几乎每天都有一束掠过地球,宇宙中出现的次数更加频繁。大质量恒星超新星爆炸中产生中子星,这一恒星尸骸逐渐燃尽了能量,坍塌引起的伽马射线仅闪耀几分之一秒。而由黑洞引起的伽马射线能长达几分钟,它从超新星爆炸中产生,吞噬了母星的大量物质,不得以巨大射流的形式喷射出来。此次观察到的伽马射线暴相比以往格外突出,产生的光子轰击探测器长达十分钟,携带的能量远高于往常观测值。在18太电子伏特下,GRB221009A的光子能量是地球上最强大的粒子发生器大型强子对撞机产生光子的两倍。伽马射线与宇宙尘埃相互作用产生的爆炸余波也很不寻常,尽管伽马射线源被银河系的厚带阻隔,但比之前所见的余辉都要闪耀,爆炸使地球大气层发生电离,干扰了长波无线电通信。图 2 智利的双子座南望远镜观测到的GRB221009A伽马射线暴(图片来源:双子星天文台/NOIRLab/NSF/AURA//B. O'Connor (UMD/GWU)& J. Rastinejad & W. Fong (西北大学))布兰登·奥康纳表示,2022年10月14日,伽马射线发射五天后,我们借助智利的双子座南望远镜,追踪到了大约30 %伽马射线的来源,它来自于充满灰尘的人马座星系,也被称作箭星系。同时也带来了另一个惊喜,此次伽马射线暴相比以往离地球更近。参加测量的西北大学学生吉利安·拉斯蒂内贾德说,该射线产生于大质量恒星的坍塌,这些恒星寿命很短。它们遵循宇宙中恒星的形成历史,所以恒星的形成越激烈,这些爆发也越多,大约是宇宙年龄的一半。然而,这次伽马射线暴发生时间较晚,距离我们更近。天文学家推测GRB221009A来源于地球外24亿光年处,此前也观察过更近距离的射线暴,但这次能量高显得非常突出。“正是由于足够耀眼,我们有充足的时间挖掘更多细节”,布兰登·奥康纳指出,“目前至少有50台望远镜在全波段观测,我们能够最大限度地利用科学技术”。实际上射线暴仅仅维持数分钟,但余波影响可持续数周。此外科学家们也致力于寻找超新星引发的爆炸,它向外喷射物质的速度更慢。布兰登·奥康纳说,我们目前的理解是大质量恒星向内坍缩形成黑洞,恒星的残骸不断被吸入,以喷流的形成从黑洞中喷射,并以接近光速运行,形成了伽马射线暴。同时,一部分残骸向外反弹,以较慢的速度运行,形成了超新星爆炸。图 3 最强伽马射线暴引燃的宇宙尘埃环(图片来源:NASA/Swift/A. Beardmore (英国莱斯特大学))最初形成的伽马射线暴与周围物质作用形成余波,拉斯蒂内贾德表示,该波长横跨电磁波范畴,在X射线和无线电波区域最适宜观察,科学家仍致力于观测射线余波,它首先被宇航局伽马射线追踪卫星Swift拍摄到,在爆炸后几小时在源头周围形成彩色环。望远镜现在可以看到GRB221009A处超新星爆炸的最初迹象,拉斯蒂内贾德指出,未来几周爆炸现象将完全呈现在我们面前,但由于爆炸源位置受限,我们可能无法看到整个超新星爆炸消亡。它逐渐去往太阳后方,所以持续到今年11底,我们在明年2月才能再次观测。她指出,2023年宇航局詹姆斯·韦伯和哈勃太空望远镜将一同加入该项工作,分别贡献出它们超强的光学和红外探测能力。探索爆炸产生的能量是一个标志性事件,对于探究其中的化学物质亦是如此,我们对于宇宙中一些重元素的产生仍不清楚,研究超新星有助于我们破解谜题。图 4 新生黑洞形成强大的伽马射线喷流(图片来源:NASA/ESA/M. Kornmesser)20世纪60年代,用于窥视苏联核试验的军用卫星偶然发现了伽马射线,几十年间伽马射线仍是一个谜题,直到90年代,科学家们首次意识到,隐藏在宇宙中各个角落的伽马射线可能与恒星坍缩有关。目前大量关于伽马射线的理解,仍然是基于理论计算和模拟,科学家们相信此次伽马射线暴将很好地修正之前的理论。科学家们将充分抓住这千载难逢的机会,未来几个月将有海量的文章发表出来。尽管能量类似的爆炸为科学研究带来了福音,但科学家们并不希望这类大爆炸发生在地球附近,最好也不要在我们的星系中。科学家们认为从几千光年外射向地球的伽马射线会破坏臭氧层,引发大气变化最终产生冰河时代。事实上,一次类似的伽马射线暴造成了地球上五大物种灭绝事件之一约4.4亿年前的奥陶纪物种大灭绝。“幸运的是,此次喷流产生的伽马射线暴非常狭窄,只有几度宽”,布兰登·奥康纳表示,“如果它恰好发生在我们星系,直指我们,那可就危险了,不过好在这类现象发生的概率极低”。补充解释:① NOIRLab:National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory国家光学红外天文研究实验室② NSF:National Science Foundation 国家科学基金会③ AURA:Association of Universities for Research in Astronomy大学天文研究联合组织④ 太电子伏特亦即兆兆电子伏特,10^12 ev⑤ LHC:Large Hadron Collider 大型强子对撞机⑥ Swift:Swift Gamma-ray Burst Explorer 雨燕γ射线暴探测器BY: Tereza PultarovaFY: gxm ... PC版: 手机版:

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