志成

發(fā)送到太空的設(shè)備向地面?zhèn)骰亓艘环@心動魄的圖像：宇宙邊緣突然出現(xiàn)了一道明亮而短暫的光束，發(fā)出的光芒比空中任何恒星都耀眼，整個過程只持續(xù)了幾秒就消失了……

1967年7月2日，美國用于監(jiān)視別國秘密核試驗的兩顆國防衛(wèi)星觀測到了此次爆炸現(xiàn)象，科學(xué)家們說這是來自某個未知天體的伽馬射線暴，他們把它比作令人迷惑的“太空火花”。

伽馬射線是電磁波譜上最強的輻射形式。以前人們只知道從放射性原子核和太陽磁暴中會散發(fā)出大量伽馬射線，但這次卻看到了來自宇宙邊緣的伽馬光束。芝加哥大學(xué)的天體物理學(xué)家蘭姆說：“這是我們所知道的最奇異的天文現(xiàn)象。”

從那時起，科學(xué)家們就開始設(shè)法解釋伽馬射線的爆發(fā)。他們對這種現(xiàn)象的起因提出了一百多種模式，其中一些說法十分牽強，例如“彗星-反彗星”的湮滅和星球大戰(zhàn)等。

現(xiàn)在，大多數(shù)科學(xué)家認為伽馬射線是在一顆高速旋轉(zhuǎn)的巨大恒星向內(nèi)坍縮形成坍縮星的過程中放射的。坍縮星是超新星的一種，其巨大的質(zhì)量和極高的旋轉(zhuǎn)速度使它更快、更徹底地走向毀滅。

電腦模擬的過程顯示，這種恒星內(nèi)爆時產(chǎn)生的巨大熱量會形成兩股物質(zhì)和能量噴流，分別向坍縮旋轉(zhuǎn)平面的上方和下方噴射。

這兩股相對的物質(zhì)能量噴流以接近光速的速度運動，其中的能量和碎片互相撞擊，加劇了某種震動效果，由此導(dǎo)致的能量瞬間轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了伽馬射線。盡管超新星爆發(fā)一般可持續(xù)幾周或幾個月，但由一顆坍縮星能量匯聚成的一次伽馬射線暴通常只能持續(xù)20秒。

20世紀90年代初，NASA的康普頓伽馬射線天文臺一年記錄了大約400次爆發(fā)，但儀器不能確定它們在太空中的爆發(fā)位置。

尋找伽馬射線暴的源頭就像在球場中尋找是誰把一?；ㄉ鷶S到你頭上一樣困難——爆發(fā)前沒有任何跡象，可能的來源太多，沖擊力提供的目標(biāo)軌跡也很模糊。自人們發(fā)現(xiàn)伽馬射線暴以來，在觀測到的數(shù)千次爆發(fā)中，查明來源的寥寥可數(shù)。

情況出現(xiàn)轉(zhuǎn)機是在2007年，一顆名為Bep-poSAX的意大利-荷蘭人造衛(wèi)星觀測到一次爆發(fā)的余暉——由殘留的x射線、可見光和無線電波組成，伽馬射線消失后它們一般可以持續(xù)幾天甚至數(shù)月。這種余暉為解釋天文學(xué)上伽馬射線的生成提供了有力的線索。

與短暫的爆發(fā)相比，余暉的持續(xù)時間要長得多，天文學(xué)家因而來得及計算爆發(fā)源頭的距離和方向。人們對余暉的研究已經(jīng)證實，伽馬射線暴不僅是一種最明亮、能量最高的爆發(fā)現(xiàn)象，也是可觀測到的最遙遠的爆發(fā)現(xiàn)象。目前已知的最遠一次爆發(fā)發(fā)生在近120億光年以外，其射線是在銀河系誕生以前釋放出來的。

伽馬射線暴發(fā)生在遙遠距離以外，這是可以說得通的，因為早期的宇宙可以放射伽馬射線的高質(zhì)量旋轉(zhuǎn)恒星可能比現(xiàn)在多。2002年4月，一個由各國天文學(xué)家組成的科研小組提供了迄今最有力的證據(jù)，他們觀測到一次具體的爆發(fā)確實伴隨著一顆大恒星的消亡。但是，伽馬射線暴和超新星的關(guān)系仍然不夠明確。

在此之前，NASA在2000年發(fā)射的一顆人造衛(wèi)星——高能瞬時探測器（HETE-2）的觀測結(jié)果可能會給伽馬射線暴的追隨者們一些啟示。

HETE-2是人類發(fā)射到太空的最靈敏的伽馬射線探測儀器。它可以在爆發(fā)的幾秒之內(nèi)計算出爆發(fā)位置，并把坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送給像珍珠項鏈一樣環(huán)赤道而設(shè)的地面接收站，接收站立即向麻省理工學(xué)院控制中心提供消息，后者再通知全球各地的伽馬射線愛好者。幾分鐘后，地面和太空的望遠鏡就能把HETE-2的觀測范圍擴展到其他波長范圍。

截至目前，HETE-2已經(jīng)捕獲了17次清晰的爆發(fā)，但有些爆發(fā)不符合預(yù)測形式。例如觀測到的第5次爆發(fā)過于短暫，用坍縮星理論難以解釋。這些轉(zhuǎn)瞬即逝的爆發(fā)，持續(xù)時間不到1秒，卻比持續(xù)時間長的爆發(fā)釋放出更大的沖擊力。

HETE-2和其他太空設(shè)備還觀測到由X射線和伽馬射線構(gòu)成的短暫的混合閃光。人們發(fā)現(xiàn)其余暉也各具特點，有些以可見光形式發(fā)送，有些則以x射線和無線電波形式發(fā)送。

一些科學(xué)家認為，未來10年里，人們將展開另外三個伽馬射線項目來幫助解開謎題。同時，HETE-2收集的數(shù)據(jù)似乎引發(fā)了對這種最耀眼“太空火花”起源的新一輪討論。甚至坍縮星理論的創(chuàng)建者也承認，單純一種來源不可能解釋新發(fā)現(xiàn)的各式各樣伽馬射線暴的“太空火花”之謎。endprint