伽玛射线暴的研究历史

伽马射线暴是Klebesadel等人在1967年美国Vela卫星核爆监测时无意中发现的。

20世纪60年代,美国发射了Vela卫星,该卫星装有监测伽马射线的仪器,用于监测苏联和中国进行核试验时产生的大量伽马射线。

1967年,这颗卫星发现来自太空的伽马射线突然增加,然后迅速减少。这种现象是随机发生的,大约每天一两次,强度可以超过全天伽马射线的总和,而且来源不在地球上,而是在太空中。由于保密,第一次关于伽马射线暴的观测数据直到1973才公布,并很快被苏联Konus卫星证实。

在冷战期间,美国发射了一系列军事卫星来监测世界各地的核爆炸。这些卫星配备了伽马射线探测器,以监测核爆炸产生的大量高能射线。1967年,侦察卫星发现了来自浩瀚太空的伽马射线短时间内突然增多的现象,称为“伽马射线暴”。由于军事保密等因素,这一发现直到1973才发表。这是一个令天文学家困惑的现象:一些伽马射线源突然出现几秒钟,然后消失。这种爆炸以非常高的功率释放能量。伽玛射线暴的亮度相当于全天所有伽玛射线源亮度的总和。随后,高能天文卫星也在不断监测伽马射线暴,几乎每天都观测到一两次伽马射线暴。

由于γ射线暴的持续时间很短,方向不确定,所以起初对γ射线暴的研究进展非常缓慢,甚至连距离等基本物理量都难以测量。1980年,基于Ginga卫星的观测结果,很多人认为伽玛射线暴是银河系中的一种现象,其成因与中子星有关,围绕中子星建立了数百个模型。20世纪80年代中期,波兰裔美国天文学家玻丹·帕琴斯基提出,伽马射线爆发发生在银河系之外,是宇宙学中遥远的物体。然而,这一观点并未得到普遍认可。

1991年,美国发射了康普顿伽马射线天文台(CGRO)。在这颗卫星的八个角落安装了八个相同的仪器BASTE,它们可以以大约几度的精度确定伽马射线爆发的方向。在几年的时间里,对3000多次伽马射线暴的系统调查发现,伽马射线暴在天空的分布是各向同性的,这支持了伽马射线暴发生在远处。

如果伽马射线暴确实位于宇宙尺度上,那么从它的亮度可以推断,伽马射线暴一定具有非常巨大的能量,几秒钟释放的能量往往相当于几百个太阳一生释放能量的总和。它是已知宇宙中最剧烈的爆炸,比如2月1997+14日的伽马射线爆发。距离地球12亿光年。爆炸后的一两秒钟内,它的亮度和除它之外的整个宇宙一样亮。它在50秒内释放的能量相当于银河系200年的总辐射能量,比超新星爆炸大上百倍。在其附近几百公里的范围内,再现了BIGBANG最后千分之一秒的高温和高密度。而1999年10月23日发生的伽玛射线暴,65438+比这还要猛烈十倍。

65438年至0996年,意大利和荷兰联合发射了BeppoSAX卫星,该卫星可以精确确定伽马射线暴的方位,定位精度约为50秒,为地面望远镜在伽马射线暴消失前找到其光学对应物提供了有力支持。在它的帮助下,天文学家在1997年2月28日首次发现了伽马射线爆发的光学对应体,被称为“光学余辉”。后来又陆续发现了几个类似的余辉,不仅在可见光波段,在射电波段和X射线波段也有发现,并确定了伽马射线暴的宿主星系。对宿主星系红移的观测证实了伽马射线爆发距离银河系很远。它是宇宙距离中的天体。余辉的发现使人们能够在γ射线暴发生后的几个月甚至几年内连续观测到它,这极大地促进了对γ射线暴的研究。

到2015,已经观测到2000多次伽马暴。