伽瑪射線暴

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伽瑪射線暴（Gamma Ray Burst，縮寫GRB），又稱伽瑪暴，是來自天空中某一方向的伽瑪射線強度在短時間內突然增強，隨後又迅速減弱的現象，持續時間在0.01-1000秒，輻射主要集中在0.1-100 MeV的能段。伽瑪暴發現於1967年，數十年來，人們對其本質了解得還不很清楚，但基本可以確定是發生在宇宙學尺度上的恆星級天體中的爆發過程。伽瑪暴是目前天文學中最活躍的研究領域之一，曾在1997年和1999年兩度被美國《科學》雜誌評為年度十大科技進展之列。

目錄

發現及早期研究

20世紀60年代，美國發射了船帆座衛星，上面安裝有監測伽瑪射線的儀器，用於在簽署部分禁止核試驗條約之後，監視蘇聯進行核試驗時產生的大量伽瑪射線。1967年，這顆衛星發現來自宇宙的伽瑪射線突然增強，隨即又快速減弱，這種現象是隨機發生的，大約每天發生一到兩次，強度可以超過全天伽瑪射線的總和，並且來源不在地球，而是宇宙空間。由於保密原因，關於伽瑪射線暴的首批觀測資料直到1973年才發表，並很快得到蘇聯Konus衛星的證實。

觀測特徵

時標和能譜

伽瑪射線的持續時間一般在0.01秒到1000秒左右，以2秒為界，大致可以分為長暴（long burst）和短暴（short burst）兩類，典型的持續時間分別為30.0秒和0.3秒。時變的輪廓比較複雜，往往具有多峰的結構。長暴的能譜較硬，短暴的能譜較軟。

餘輝

伽瑪射線暴爆發過後會在其它波段觀測到輻射，稱為伽瑪射線暴的餘輝。根據波段不同可分為X射線餘輝、光學餘輝、射電餘輝等。餘輝通常是隨時間而指數式衰減的，X射線餘輝能夠持續幾個星期，光學餘輝和射電餘輝能夠持續幾個月到一年。

在天球上的分布

伽瑪射線暴在天空中的分布是各向同性的，但遠距離的伽瑪射線暴明顯少於近距離的，顯示出非均勻各向同性，可以被膨脹宇宙學模型所支持，表明伽瑪射線暴是發生在宇宙學距離上的。

伽瑪暴的成因

長暴

一般認為長暴產生於大質量恆星塌縮為黑洞的過程。

1998年發現伽瑪暴GRB 980425與一個超新星SN Ib/Ic 1998bw 相關聯。這是一個重要的發現，暗示伽瑪暴的成因可能是大質量恆星的死亡。2002年，一個英國的研究小組研究了由XMM-牛頓衛星對2001年12月的一次伽瑪暴的長達270秒的X射線餘輝的觀測資料，發現了伽瑪暴與超新星有關的證據，發表在2002年的《自然》雜誌上。進一步的研究揭示，普通的超新星爆發有可能在幾周到幾個月之內導致伽瑪射線暴。目前大質量恆星的死亡會產生伽瑪暴這一觀點已經得到普遍認同。

短暴

短暴產生於兩個緻密天體如中子星或黑洞的併合。GW170817/GRB 170817A的發現證實了這一模型。

視頻

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