宇宙γ射線爆發

【中文詞條】宇宙γ射線爆發

【外文詞條】cosmic -ray burst

【作??者】曲欽嶽

γ 爆發的重要特徵之一是輻射變化劇烈而迅速。輻射能隨時間變化的曲線(稱為時間輪廓)通常是由若干個分立的脈衝組成﹐其主要參數如下表

由輻射發生顯著變化的時間τ可以推測爆發源的近似直徑d ﹐因為τ不應小於信息通過源體所需的傳播時間﹐即c τ≧d ﹐式中c 為光速。根據此式﹐由“阿波羅”16號測得的爆發源直徑不超過 1﹐500公里。1976年測得一個上升時間只有一毫秒的γ爆發﹐其源體直徑不超過 300公里﹐是迄今測得的最小爆發源。γ爆發的輻射能量範圍從幾千電子伏到幾兆電子伏﹐它在地球處的總能流在3×10～1.5×10爾格/(釐米·秒)之間﹐典型值則為10爾格/(釐米·秒)。設γ爆發的輻射是各向同性的﹐若γ爆發發生在離我們最近的恆星處(近似地取為3光年)﹐其輻射功率將為10爾格/秒。即使把爆發源的直徑估計得大些﹐假定為2﹐000公里﹐從它的每單位表面輻射的γ射線能量也比太陽上每單位表面輻射的總能量大幾百萬倍。而事實上﹐爆發源的距離很可能比3光年遠得多﹐因此﹐γ爆發是一種十分猛烈的爆發現象。在γ爆發的觀測中﹐確定爆發源的方位和距離是一件很困難的事。到1976年﹐已有記錄的50多個事例中﹐僅有7個事例得到確定的方位﹐有9個事例各得到兩個可能的方位。在這些方位上未找到任何已知的天體與之對應。只有一兩個可能的方位與X射線源天鵝座X-1有關。爆發源的方向視分佈呈各向同性﹐統計方法處理後略呈向銀道面聚集的趨勢

理論天體物理學家們對爆發源的本質﹑爆發機制和輻射過程等課題進行了初步的探討﹐提出幾十種模型。其中比較受重視的有兩類﹕等離子體相互作用模型﹐認為γ爆發發生於雙星體系﹐其伴星為緻密星或為中子星或為黑洞。由主星相互碰撞可能產生γ爆發。恆星耀斑模型﹐是根據γ爆發的時間輪廓同太陽硬 X射線爆發的時間輪廓頗為相似而提出來的。後來的研究表明﹐γ爆發的源可能是強磁場的白矮星上的耀斑。中國的一些天體物理學家也對γ爆發進行了探索性的研究。