伽玛射线暴

2008年3月19日，美国宇航局的“雨燕”卫星探测到4个伽玛射线暴（英文简称GRB），其中一个被称为“GRB 080319b”的伽玛射线暴发生在牧夫星座方向，距离地球有75亿光年之遥，但余辉却十分明亮，仅凭肉眼就能看得很清楚。     

为γ射线暴降能

一天数次γ射线暴 (简称γ暴 )会从外太空抵达地球 ,γ暴仅持续几秒钟。由于持续时间短 ,γ暴的位置一直无法精确的测定 ,直到 1997年ＢｅｐｐｏＳＡＸ卫星发现了γ暴之后持续数天的余辉。由卫星提供的精确位置使光学和射电天文学家能探测到持续几天至几个月的光学、射电余辉。在余辉退去之后 ,寄主星系就能被识别出来。通过对寄主星系红移值的测量 ,发现γ暴释放出巨大的能量。在极端情况下 ,γ暴ＧＲＢ990 12 3释放了超过 10 54 尔格的能量 ,相当于一颗恒星的静止质能。现有的理论模型无法解释如此大规模的能量释放 ,导致了所谓的γ暴能源…     

关于伽玛射线暴磁场的若干思考

伽玛暴火球激波模型虽然从整体上形象地说明了爆发后的过程和主要特征，但近年随着观测的深入，似乎也暴露了它在有些方面的考虑可能还不完全，例如它采用同步辐射近似,就相当于承认其磁场基本上是一种均匀场,而均匀场只有单一的一种形态，这无疑就将磁场强弱以外的所有其他重要信息全都抹掉了。尤其在伽玛暴激波中,其密度、压强等物理量都认为是非均匀的，怎么唯独由扰动机制产生的激波磁场又能看成均匀的呢？！ 本文仔细分析了这一问题,认为激波磁场中磁场弯曲引发的辐射可能才是主体部分,火球激波模型在解释某些最新观测结果时遇到困难,可能正是忽略了这部分辐射的缘故。如果用适合于弯曲磁场的同步-曲率辐射公式,就能很好地拟合一系列伽玛暴谱,统一解释过去难以说明的高能拐点和能量过剩现象, 并对辐射区磁场结构、产生机制以及激波加速机制做些初步的推断。     

追踪γ射线暴

机器人虽然还无法从事世俗的工作———如修剪草坪或者洗袜子———但它们却可以向你展现宇宙中的壮观景象。天文学家已经把程控望远镜用于巡天 ,借此来寻找来自深空的、短暂而巨大的高能爆发———γ射线暴 (以下简称γ暴 )。在经历了几年的努力之后 ,现在这些程控望远镜带来了惊人的结果。去年晚些时候 ,一颗X射线卫星向互联网预警系统发布了两个γ暴的位置。在几分钟内 ,地面上的程控望远镜就对准了这两个目标 ,并且拍摄到了低能光学波段的余辉照片。这两次观测向我们展示了惊人的结果 ,一个不同寻常的长时间爆发和一个极为短暂的爆发。…     

如何理解高能伽玛射线暴?

伽玛射线暴(简称伽玛暴或gamma ray burst,GRB)是来自宇宙深处的、短时标的伽玛射线突然增强的现象,是宇宙大爆炸之后最猛烈的爆发现象.伽玛暴可分为长暴(持续时间T_(90)2 s)和短暴(T_(90)2 s).观测发现,长暴起源于大质量恒星的塌缩,而短暴起源于双致密星的并合.除了瞬时伽玛辐射,伽玛暴分别在暴后周、月和年时间量级上还会产生X射线、光学和射电余辉.理论上,伽玛暴的瞬时辐射被认为产生于相对论喷流内部的能量耗散过程,而多波段的余辉则产生于相对论喷流与外部介质之间的相互碰撞引起的外激波.因此,伽玛暴是研究致密天体(恒星级质量黑洞和中子星)诞生、引力波辐射、相对论激波、极高能宇宙线、高能中微子等极端物理现象以及高精度检验基本物理原理的天文实验室,也是早期宇宙恒星形成和演化、高红移星系、高红移宇宙学的重要探针.伽玛暴的研究横跨当今天文学、宇宙学、物理学等学科,是当前国际竞争最激烈的自然科学基础研究领域之一.2017年8月17日,LIGO(laser interferometer gravitational wave observatory)/Virgo引力波天文台和Fermi卫星同时分别探测到引力波事件GW170817和短时标伽玛暴GRB170817A,开辟了多信使天文学的新时代.本文结合相关的关键科学问题评述了伽玛暴和引力波电磁对应体研究领域的最新研究进展,并基于伽玛暴学科领域的发展态势和我国现有的研究基础,讨论如何抓住机遇、布局跨学科的重大研究计划,促进国内与伽玛暴相关科学设备成果的最大化,全面提升我国在这个领域的国际影响力.     

γ射线暴的一年

2005年的多个γ射线暴（以下简称γ暴），使得天体物理学家瞄准了银河系内外的中子星以及最为遥远的暴发——[编者按]     

多信使的盛宴

<正>在过去几十年内,天文学家已经观测到了几千个耀变体。"耀变体发射高能宇宙线和高能中微子"的图景很漂亮,却一直未得到有力的证实。但这个局面在2018年9月发生了改变:"冰立方"探测到一个遥远的超高能的中微子,而伽玛射线卫星探测到同一方向来的伽玛射线辐射。这两个探测结果表明,"耀变体发射高能宇宙线和高能中微子"的图景很可能是正确的,因此这个结果也被视为多信使天文学的一大突破。     

天体Ⅰ型X射线暴中的核物理

X射线暴(X-ray burst)是指天体的X射线亮度突然增强10～50倍的天文现象.它是发生在由一颗中子星(或者黑洞)和一颗伴随的"捐赠者"伴星(通常为红巨星)所构成的密近双星系统里的剧烈核过程.作为宇宙中发生最频繁的热核爆炸事件, X射线暴已广泛为国际上众多基于卫星的X射线观测站所观测和研究,其中包括2017年中国发射的"慧眼"硬X射线调制望远镜.核物理学家需要提供精确的核物理输入量,例如原子核质量、衰变寿命、核反应率等,结合天体物理模型,进而深入理解X射线暴中天文观测到的光变曲线、双星系统相应的天体物理环境参数,以及爆炸灰烬中的核素丰度分布等重要科学问题.本文针对天体Ⅰ型X射线暴中关键核反应研究进行了系统的阐述,详细介绍了X射线暴中的一些主要核合成过程,以及所需的关键核物理输入量,总结了相关研究方向的具体目标,为研究者指出了未来可能的研究方向.     

对目前流行的γ暴机制的质疑

据美国Astronomy Magazine网站2007年2月12日报道，以美国得克萨斯大学库马（P．Kumar）为首的天文观测小组对目前流行的γ射线暴的爆发机制提出了质疑。     

"信使号"怎样探水星

"信使号"上共安装有8台仪器。双重成像系统这架仪器由两个照相机组成,用来绘制地形。 伽玛射线和中子频谱仪它探测水星表面的放射性元素或被宇宙线激发的表面元素发射的伽玛射线和中子。用来描绘不同元素的相对丰度图和鉴别水星两极照不到阳光的区域是否存在冰。     

ARGO YBJ：为期5年的伽玛射线巡天观测＊

ARGO YBJ实验已经稳定运行了5年,产生了许多重要的科研成果。本文将总结ARGO YBJ对伽玛天文领域的贡献,包括河内源的伽玛射线能谱,河外活动星系核的爆发等现象的深入研究,以飨读者。在不久的将来,已经在计划之中的LHAASO实验将成为该领域内新一代的实验装置,对本文所介绍的所有研究,都将会得到极大的增强,显著地深化我们在伽玛射线天文学领域观测方面的研究。     

人类首次观测黑洞诞生

不久前，美国航空航天局的天文学家们通过“褐雨燕”卫星，历史上首度成功地观测到浩瀚宇宙中的“大事件”——一个宇宙黑洞的诞生，首次探测到持续时间极短的伽玛射线爆发衍生的可见光。     

行星际激波能量与电离层暴的相关研究

电离层会受到外部能源的扰动,与扫过地球的行星际激波相伴随的电离层暴便是一个明显的例子。由于从行星际到电离层的一系列耦合过程十分复杂,究竟电离层暴参量与相应激波的参量之间存在何种联系,至今尚缺乏认识.为了探讨这一问题,本文分析了1966～1976这11年间卫星在地球轨道附近探测到的行星际激波的资料和同期满洲里的电离层f_0F_2资料,新的结果表明,伴随行星际激波发生的电离层暴均具有相似的形态,其变化幅度与相应激波前后的动能密度跃变正相关,而激波所携带的行星际磁场的方向对此相关关系起着调制作用。     

科学家为何偏爱中微子

<正>人类首次确认37亿光年之外的超高能中微子的源头,这是继引力波之后的又一重大天文事件!人类探索宇宙的下一个重大发现也被认为或许就藏在宇宙中微子中。2018年7月,由威斯康辛大学麦迪逊分校主导的"冰立方"小组宣布,冰立方探测器于2017年9月22日探测到一个来自37亿光年之外的超高能中微子。美国宇航局(NASA)的费米卫星小组则宣布:在同一方向的一个编号为TXS 0506+056的天体的伽玛射线的亮度在此期间突然变大,这意味着这个中微子很可能来自耀变体     

神秘的γ射线会来源于宇宙弦吗？

来自银河系核球的γ射线行一个明显的511kcV的能量，这说明该射线是由电子和其反物质配偶正电子互相湮灭产生的。但这些正电子来自何处呢？曾有人提出种种正电子源的候选，包括超新星、黑洞、中子星和低质量的暗物质粒子与其反粒子的湮灭。但美国弦论学家Tanmay Vachaspati却认为超导宇宙弦是正电子的源泉。     

宇宙线起源中物理学前沿问题

宇宙线是由奥地利物理学家赫斯在1912年高空气球实验中发现的.此后,人们在宇宙线的研究中发现了众多的基本粒子及其相互作用规律,中微子振荡的最早发现也来自太阳中微子和大气中微子实验.迄今为止,人们所知道的最高能量的粒子也来自于宇宙线的观测.宇宙线的起源、加速和传播是一个世纪科学问题,从中诞生了高能伽玛天文学、高能中微子天文学和极高能宇宙线天文学.目前,人们已经发现了为数众多的电子加速源,但作为宇宙线成分中最为主要的核子,其起源问题依然没有解决.精确测量宇宙线核子的成分和能谱,观测和研究高能伽玛射线、高能中微子及极高能宇宙线的产生地点和相关机制,有助于解决宇宙线的起源问题.此外,这些研究也是间接探测暗物质粒子,研究宇宙演化和新物理学规律的重要手段.     

迄今观测到的银河系中最剧烈的γ射线暴

据英国Nature，2005，434：1098报道，2004年12月27日，所有太空中的γ射线探测器都记录到了迄今为止最亮的软γ射线再现源(SGR)1806—20的γ射线大爆发。这次爆发蔚为壮观，是人一生难见的事件。Nature发表了多篇文章展示对此次SGR大爆发的研究成果。     

乘飞机当心得癌症?

<正>科学家最近警告说,靠近雷暴飞行的飞机上的乘客有可能面临危险剂量的伽玛射线辐射。伽玛射线是光的最强力形式。在太空中,伽玛射线是由超新星爆发等暴烈事件和中子星之类的强力天体制造的。     

关于γ-射线爆问题的讨论——与陆埮先生商榷

γ-射线爆问题诚如陆埮先生所说“γ=射线爆(简称γ爆)是来自宇宙空间的γ-射线的一种突然增强的现象，是1967年美国vela卫星在核爆炸监测过程中由克莱贝莎德尔(Klebesadel)等人无意中发现的。至今人们已经观测到了2000多个γ爆，但爆源是什么天体，至今尚不清楚。这是十分重要而又十分神秘的一种天文现象。今天，它成为非常活跃的     

宇宙γ射线暴

宇宙γ射线暴(以下简称γ暴)是七十年代高能天体物理学中的重大发现。如同六十年代X射线源、射电脉冲星的发现一样,γ暴的发现也是偶然的,然而,又是空间科学发展的必然产物。这种γ射线的爆发短暂、高能、出现又无规则,因而吸引了许多实验和理论工作者。它们来自何方?是什么样的天体在怎样的过程中产生的?至今仍是一个诱人的谜。