近日，我国的慧眼卫星和极目空间望远镜精确探测到了迄今最亮的伽马射线暴，引发关注。那究竟什么是伽马射线暴？这种爆发又有多么强大的能量和威力呢？

伽马射线暴示意图

时间回到20世纪60年代，美国启动“船帆座计划”，发射12颗配备X射线探测器、伽马射线探测器、中子探测器等设备的卫星，探测近地和大气层内的核爆炸。这些卫星于1963年至1970年间发射升空。1967年7月，卫星首次发现：伽马射线波段的信号突然增强又快速减弱，时间并无规律，但强度竟然超过全天伽马射线的总和。

更重要的是，这个现象并非来自地球表面，而是来自宇宙，被称为伽马射线暴。此后，“船帆座计划”连续多次观测到类似现象，但由于伽马射线暴持续时间短暂且方向很难确定，起初研究进展十分缓慢。

1991年4月，该领域的专业卫星——康普顿伽马射线天文台发射升空。此后的9年间，它共发现了2700多次伽马射线暴，且它们在天空均匀分布，并非集中于银河系。这意味着，伽马射线暴的起源是在银河系之外，再次证明了它具有令人难以置信的能量，所以能被遥远的我们观测到。

那么伽马射线暴释放的能量有多大呢？1999年1月记录的伽马射线暴GRB 990123持续了1分钟多。美国ROTSE-1光学望远镜在22秒后发现，它的光学对应体从18等迅速增亮至9等，增加了约4000倍。之后根据光谱分析推算出，它距离我们大约90亿光年。综合计算显示，此次伽马射线暴释放的能量超过了银河系所有恒星自公元元年至今的总辐射能量！

后续研究表明，伽马射线暴持续时间一般从0.01秒至1000秒不等，以2秒为界，分为长暴和短暴。长暴占总发现数量的70%，往往伴随有明亮的余晖，在可见光、X射线等波段可以发现其对应体。天文学家认为，长暴经常与大质量恒星的“死亡”联系在一起，起源于大质量恒星塌缩成黑洞的过程中。短暴相对较少，近20年来天文学家仅定位了数十个短暴对应体，认为其起源于两个致密天体（如中子星或黑洞）的合并过程。

2022年10月，有史以来最强的伽马射线暴GRB 221009A持续了超过300秒，使诸多探测器“失明”，以至于天文学家无法直接记录它的真实强度。诸多望远镜的观测结果显示，此次伽马射线暴堪称“人类文明有史以来记录到的最剧烈的一次”，比之前记录的爆发还要亮70倍。我国的慧眼卫星在硬X射线和软伽马能段对伽马射线暴的瞬时辐射和早期余辉进行了国际最高精度的测量。

伽马射线暴对我们有多大影响呢？值得庆幸的是，迄今所有观测到的伽马射线暴都来自银河系之外，对地球没多大影响。如果在银河系内发生一次伽马射线暴，预计对地球的生态系统将造成毁灭性破坏。

虽然地球大气层可以有效吸收X射线和伽马射线，但伽马射线暴足以引起大气中的氧氮化学反应，增加的氮氧化物会大量消耗臭氧，导致地表的紫外线辐射加强，光化学烟雾弥漫，进而削弱植物的光合作用，还会加剧酸雨现象……总之，距离数千光年的伽马射线暴将在爆发后的数年内逐步破坏地球的生态系统。有研究认为，距今4.5亿年前的奥陶纪-志留纪生物大灭绝很可能就是由伽马射线暴引起的。（作者：叶楠）

来源: 中国航天报

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