天文小知識:伽馬射線暴是什麼?它會不會降臨地球?

2020-11-29 天文在線

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這個世界上有無數種導致全球性災難及物種滅絕的可能,我們也一直在擔心會遇見其中的一種或幾種。雖然現在人類擁有著相當數量的核武器和全球預警系統。但這些只能用來對付我們已知的問題,但當我們遇到了大規模的火山噴發或者流浪的黑洞呢?

這張伽馬射線暴的X射線餘輝由NASA(美國宇航局)的錢德拉X射線天文臺於2001年7月12日拍攝,圖源:NASA/GETTY IMAGES

亦或是一股在一顆恆星爆炸時向地球釋放的超強輻射,又將是什麼樣?

最後那一種看起來不太可能,但實際上我們沒有提到這是有可能的,如果在任何極端情況下它都完全不會發生的話,我們也就不會繼續我們現在的相關工作,現在,你開始擔心了沒有?

這將是伽馬射線暴發生時的情形: 當一顆巨型恆星爆炸時,會發出多束能量極大的射線,如果其中的一束不巧正射中了地球的話,它將破壞整個臭氧層。然後將出現全球性的降溫和酸雨。這對地球上的生命而言將不是一副美好的畫面。

而事實上,伽馬射線暴毀滅地球這一微乎其微的事件需要一系列的因素結合在一起才有可能發生。例如,產生伽馬射線暴的恆星距離我們足夠近,就目前的觀測結果,地球附近產生伽馬射線暴的可能為每十億年一次。另外,這顆恆星產生的射線暴需要正好指向我們——否則強輻射將不會到達地球,而我們將會若無其事地繼續我們在地球上的汙染和戰爭。

然而,壞消息是,一些科學家認為伽馬射線暴可能是4.4億年前晚奧陶紀大滅絕的原因之一。在這場大滅絕中,約有70%的兩棲生物消失——當時地球上幾乎所有的生物都是兩棲生物。這一時期的地質徵中留存有全球降溫等輻射增大的特徵,有可能是大量伽馬射線留下的印記。

可以確定的是,伽馬射線暴足以滅絕地球上的生物,而且可能曾經發生過一次。但不用擔心,距它再次來臨,我們可能還有至少5億年的時間。

伽馬射線,或伽馬輻射(由γ符號表示)是一種由於原子核發生核衰變所產生的具有強穿透力的電磁輻射。伽馬射線的波長在電磁輻射中是最短的,同時它也具有最高的光子能量。法國物理化學家P.V.維拉德在1900年研究鐳元素的輻射時發現了這一輻射。1903年,盧瑟福根據它的強穿透性將其正式命名為γ(伽馬)射線。在這之前,他將他發現的另外兩種穿透力較弱的射線根據它們的穿透力強度分別命名為α(阿爾法)射線和β(貝塔)射線。

由核衰變釋放的伽馬射線,根據釋放其的原子核的半衰期,能量會在數千原子伏(keV)到約8兆原子伏(8MeV)間變化。因此,伽馬射線的能量圖譜可以用來以辨別釋放它的放射源。從天鵝座的X-3類星體的位置探測到過100-1000太電子伏(TeV)的超高能伽馬射線。

當然,大多數伽馬射線在到達地表前已經被大氣層吸收。

伽馬射線是一種電離輻射,因此對生物而言是一種威脅。由於它具有很強的的穿透能力,因而可以直接破壞骨髓及內臟。不同於α(阿爾法)射線和β(貝塔)射線,它可以輕易的穿透人體,因此也給輻射防護造成了很大的困難。需要用鉛或水泥等緻密材料來屏蔽伽馬射線。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. science-KATE KERSHNER

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