想象一下,如果你能从一亿光年之内的数千个星系中,聚集到上十亿颗恒星的能量。想象一下你手持此等力量,并用它发射出宇宙中的超级武器,想象一下这得造成多大的破坏。然而,其实这都不用想象,这种东西真的存在,他们被称为伽马射线暴。
这些宇宙中的狙击手到底是什么?如果朝地球开一枪会怎样?
为了更好地了解伽马射线暴,首先我们要了解伽马射线。伽马射线是一种类似可见光的,可以携带能量的电磁辐射。可见光是电磁波频谱中你可以看得见的那一小部分,低能量频段有无线电波,微波和红外线,高能量频段有紫外线,X射线和伽马射线。
伽马射线有着惊人的能量,仅一个伽马射线光子的能量,比百万个可见光子的能量总和还要大得多。如此大的能量使伽马射线成为一种电离辐射, 这意味着它们的能量大到足以破坏原子结构。这对于我们来说是十分危险的,如同一个久毫米口径的子弹射穿一个挂钟一般,电离辐射能够破坏我们赖以生存的脆弱的生化机制。
幸运的是,地球上有臭氧层能将伽马射线隔离过滤,使我们免受伤害。但既然大气层就爱那个我们与其隔离,我们又是如何发现伽马射线暴的呢?
冷战期间,美国发射了一种间谍卫星,能从空中探测苏联核试验中释放的伽马射线。他们没有探测到任何核爆,却看到了在太空中只持续了几秒钟的,微弱的射线暴。迄今为止,这也许是我们所知的,间谍卫星对科学发现所做的的唯一一次贡献了。
天文学家们用望远镜观察不同类型的电磁波取得发现,而这些间谍卫星给了他们一双全新的眼睛。在那之后的三十年,它一直是个谜,但最终我们发现伽马射线暴来源自一个距我们六十亿光年外的星系,如果伽马射线暴在这么远的距离都能被观测到,那么它的能量无疑是十分惊人的,它一秒内释放的能量,比太阳在一生一百亿年中释放的能量总和还要大。这使得伽马射线暴成为宇宙中最最明亮的事件,那么,它们又是从何而来的呢。
伽马射线暴是宇宙中最暴力最具灾难性的死神,它们通常伴随着黑洞的诞生。伽马射线暴分为两类,短暴和长暴,每一类都有其来源。长暴持续大约一分钟,科学家认为它们是由超新星产生的,当大质量恒星的核心坍塌就会形成一个黑洞。短暴持续大约1秒,是由两颗中子星合并而产生的。
在上百万年的时间长河利,伴随引力波的释放,其轨道逐渐衰减,它们渐渐靠近,一旦接触,便会互相碰撞,形成一个黑洞。超新星爆炸和中子星合并这两种情况都会导致同一种结果。被母星残留的气体磁化盘围绕着的黑洞,在这种环境下,自传产生的磁场,迫使其喷射出粒子热喷流,几乎以光速向外传播。漏斗中的气体如同一个天体激光枪,创造出了两股高能量的伽马射线。
不像宇宙中分散后逐渐消逝的其他爆炸形式,伽马射线暴加集中,且能被远距离观察到。更多细节数学渣就不要看了。
宇宙中充满了这种星际狙击手,它们向着黑洞随手扣动扳机,无时无刻不在向我们射击,平均每天都能探测到一个。幸运的是,大多数对我们来说没有伤害。目前探测到的所有伽马射线暴都来自于银河系外,距离我们太远,无法对我们构成威胁。但附近的伽马射线暴会是灾难性的,如果只距离我们几光年远,它会把地球表面,至少是面对射线暴的那一面烧焦。但即使再远一些的伽马射线暴也能使地球上的物种灭绝,而且并不需要精确爆头。如果来源于几千光年之外,当它到达地球时,也有一百光年的宽度了。如同潮汐一般,将整个太阳系清洗一番。
臭氧层会保护我们,但它还是比较适合防护太阳紫外线的温柔细流,伽马射线暴会将其彻底摧毁,留下我们孤军奋战对抗太阳辐射。臭氧层的自然更新需要几年时间,相较于太阳将地球烧成一个不毛之地,或至少杀死大部分复杂生物所需的时间来说,这太长了。
事实上,这可能已经发生了。伽马射线暴有可能是四亿五千万年前,奥陶纪物种灭绝的原因之一,其摧毁了几乎百分之八十五的海洋物种,虽然我们可能永远都无法证明。伽马射线暴还有可能是我们在宇宙中找不到其他生命的原因之一,它们会定期清理大部分的生命体。
证据表明,由于伽马射线暴的存在,可能只有百分之十的星系适合类似我们这样的生命居住。那么,它们会消灭我们吗?也许不会。像我们这样的星系中,每一千年只可能会有一次伽马射线暴,而要消灭我们,必须距离够近还要指向我们。但因为伽马射线宝是以光速传播的,它朝我们飞奔而来,到达之前我们什么也不会知道。所以,可能已经有一个正朝我们飞来准备杀死我们了呢,谁说得清楚。