為什麼說在宇宙中伽瑪輻射對人是最危險的!

伽瑪輻射可致命

在所有的核輻射中，伽瑪輻射是最危險的，因為它在電磁波譜上的波長最短，穿透力最強，很容易穿過屏蔽物，甚至就連能有效屏蔽其他輻射的亞原子也屏蔽不了它。伽瑪輻射作為一種電離輻射，能引起分子變化，當生命體的DNA受到侵襲時，就可能發生癌變。

皮膚是阻止不了伽瑪射線的，而細胞的基因物質一旦受到幹擾，就可能誘發DNA錯位。DNA雙螺旋鏈斷裂一般被視為生物學上最嚴重的傷害，電離輻射致癌和造成遺傳病正是由這種傷害引起的。核工作者的身上一般積聚了大劑量伽瑪輻射，對核工作者身體的研究發現，伽瑪輻射的照射與白血病、肺癌、肝癌、骨癌以及其他頑固性癌症都有關係。除了輻射外，伽瑪射線還能導致熱燒傷，引起抑制性免疫效應。

在伽瑪輻射照射（簡稱輻照）之後，DNA雙螺旋鏈如果發生斷裂，細胞能夠修復的受傷的基因物質是有限的。一項新研究指出，大劑量輻照後能修復得很好，而小劑量輻照後反而修復得很慢。這可能意味著人體難以抗衡小劑量而又緩慢的伽瑪輻照。

身體受伽瑪輻照後有什麼反應呢？有人做過測量。在英國，戶外的自然伽瑪輻照劑量是每小時20～40nSv，每年約為1～2mSv；

美國人平均每人每年接收的伽瑪輻照是3.6mSv；一次胸透的輻照劑量只佔到自然發生的背景輻照1年劑量的幾分之一；做胃鏡時照在胃內壁上的螢光輻照劑量最多只有0.05Sv。

快速全身伽瑪輻照所造成的症狀是：1Sv，造成微小血液變化；2.5Sv，造成噁心、脫髮、出血，在許多情況下會造成死亡；高於3Sv，80%以上導致在兩個月內死亡；高於4Sv，通常都造成死亡。對於小劑量伽瑪輻照接收者來說，例如平均接收19mSv輻射的核工作者，死於癌症（包括白血病）的危險是2%；平均接收100mSv輻射的核工作者，危險增加到10%。相比之下，原子彈爆炸的倖存者是32%。

伽瑪射線暴曾經引發地球生命大滅絕

天文學家指出，銀河系中心一旦發生典型的伽瑪射線暴，其輻射就會強烈影響地球的臭氧層。美國科學家利用電腦模型計算出，如果在距離地球6000光年的地方發生一次伽瑪射線暴，地球大氣中的臭氧層就會減少35％，生命將像受到3倍正常紫外線照射那樣極度疲憊。伽瑪射線還能使地球上層大氣中的氮生成氧化氮，加速臭氧層破壞。爆發後5年內，全球將出現明顯的臭氧損耗。

臭氧層是地球的保護傘，

它把太陽發射到地球的絕大部分紫外線擋在「傘」外，使地球上的生命免遭外來紫外線的侵害。臭氧層一旦全面毀壞，地球上的生命就失去「保護傘」，太陽紫外輻射就會長驅直入，湧向地球，形成酸雨，降低溫度，破壞植被，導致DNA損壞，甚至導致廣大範圍的生命滅絕！

這麼說是不是危言聳聽？不是，因為地球上至少已有一次大規模物種滅絕很可能就是由伽瑪射線造成的。這次事件大約發生在4.43億年前的奧陶紀末期，在這場災難中許多動植物種群喪失了一半數量。

科學家找到了這次大滅絕事件的「指紋」——倖存下來的動物群化石。由這些化石複製出來的動物群表明，倖存者主要是居住在深水中的動物或高緯度的「居民」。有研究認為，這些倖存者的所在地都是紫外線難以到達的地方，這說明造成奧陶紀物種大滅種的罪魁禍首是外來的紫外線，而紫外線當時之所以能來到地球附近，正是因為伽瑪射線暴破壞了臭氧層。

但是，如果像GRB 080319b（GRB 080319B是一個曾於牧夫座發生的伽瑪射線暴）所暗示的那樣，伽瑪射線暴的大部分輻射是集中在一個很窄的圓錐內（GRB 080319b的圓錐角為0.4度），地球若不在這個圓錐角內，伽瑪射線暴對地球就沒有影響。科學家估計，伽瑪射線暴的輻射圓錐大約1億年才覆蓋地球1次，所以銀河系伽瑪射線暴對地球造成危害的可能性很小。

長命暴和短命暴

伽瑪射線暴分為長壽命暴和短壽命暴。長壽命暴的壽命在2秒到幾分鐘，其爆發持續時間平均為30秒鐘；短壽命暴的壽命在2秒到幾毫秒，平均約為0.3秒。

這兩類伽瑪射線暴的物理性質基本上是不同的。天文學家認為，長壽命暴起源於遙遠的宇宙深處，甚至在最遙遠的宇宙邊緣。這些遙遠爆發的光線需要幾十億年甚至上百億年才能到達地球。地球年齡大約是46億年，宇宙年齡大約是137億歲。換句話說，一些伽瑪射線暴的對應體是最古老的天體，是宇宙中最老的一代天體（宇宙中的星星也經歷誕生、成長、年老與死亡階段。今天宇宙中的星可能是經過了第一代、第二代和第三代，代代相傳而來的）。在它們誕生的時候，地球還處在新生的火球時期，生命還未出現，甚至就連海洋也沒形成。

在發生爆炸前，這些年代久遠的「老星」的光線是看不見的，它們在行將就木、發生爆炸時所產生的伽瑪射線暴使我們得以穿越時光隧道，回眸看到了幾十億年前甚至上百億年前它們在死亡時掙扎的情景。

除了壽命不同外，跟長壽命伽瑪射線暴相比，短壽命暴的輻射強度較弱，伽瑪射線的光子能量較高。還有證據表明，在長壽命暴中，能量轉換成伽瑪射線的速率是穩定的；而在短壽命暴中，能量轉換速率則隨爆發的發展而減小。這些特性暗示，長、短壽命暴有不同的產生機制。

觀測表明，有些長壽命暴可能同特殊類型的超新星有聯繫，這為探索伽瑪射線暴的起源提供了一種可能的途徑。超新星是暮年恆星走向墳塋的一種形式。這種恆星質量較大，它們死亡時，其外殼在爆炸中變成氣體，拋向遼闊的宇宙空間，以近光速在空間運動，核心部分則在爆發中坍縮成為中子星或黑洞等緻密天體。

由於持續時間很短，研究比較困難，科學家至今對短壽命伽瑪射線暴了解很少。早在2003年，「高能瞬變探測器-2號」開始觀測這類伽瑪射線暴的餘輝。但是，由於餘輝太短，無法確定它們的距離，結果無功而返。

名詞解釋

赤經與赤緯

在地球上，地區和城市的位置通常用地理經度和地理緯度來標記。同樣，對天上的星球也要標明位置。在地球上不同地區的人觀測同一顆星，得到的星位置是不同的。由於地球自轉，同一個人在同一位置的不同時間觀測同一顆星，得到的星位置也不同。因此，星球的位置不能用地理經度和地理緯度來標明，而必須採用固定在天球上的假想坐標系統，這樣的坐標系統之一就是天球赤道坐標系。天球赤道坐標系由赤經和赤緯來表示，赤經沿天赤道度量，單位用時、分，例如赤徑為5時26分，就記為5h26m。赤緯沿垂直赤經方向度量，單位用度，並帶有正負號。

紅移與藍移 根據都卜勒定律，

天體在視線方向存在運動時，測量的光線頻率或波長就會改變，天體遠離觀測者時，頻率變低，波長變長，稱為紅移；天體接近觀測者時，頻率變高，波長變短，稱為藍移。紅移和藍移表示天體在視線方向上不同的運動。哈勃定理指出，紅移的大小表示天體到地球的距離。

河內源與河外源

對一個天體來說，它跟地球之間的距離是最基本的參數。遺憾的是，在餘輝發現以前，伽瑪射線暴與地球之間的距離基本上無人知道，因為伽瑪射線暴是稍縱即逝的爆發現象，出現的時間和方向是隨機的，無法進行預測。另一方面，伽瑪射線暴只能用伽瑪射線探測器探測，而這種探測器的分辨力很低。爆發源的位置尚且測不出，哪能談得上爆發源的距離？

20世紀70年代，天文學家發現伽瑪射線暴是均勻分布在天球上的，沒有向銀河系中心或銀道面集中的傾向。據此有人提出，伽瑪射線暴是在遙遠的宇宙深處產生的。但是，也有人根據同樣的觀測提出，伽瑪射線暴是從銀河系的銀暈或銀盤中來的，甚至還有人說，伽瑪射線暴就發生在太陽系邊緣。

20世紀80年代，日本天文學家在幾個伽瑪射線暴中探測到了X射線吸收線。據此他們提出，伽瑪射線暴是銀盤內的中子星產生的。這一觀點很快為大多數人所接受。在1990年的一次關於伽瑪射線暴的國際學術會議上，除了美國普林斯頓大學的帕曾斯基教授堅持伽瑪射線暴是河外起源的外，其他科學家幾乎都認為是在銀河系起源的。正由於此，才決定發射「康普頓天文臺」來提供觀測證據。不過，隨著「康普頓天文臺」探測到的伽瑪射線暴數目增多，伽瑪射線暴均勻分布的特點更顯著，於是多數科學家轉而支持河外起源的觀點。但部分專家仍堅持說，不能排除銀暈起源的可能性。

究竟哪一種觀點才是正確的呢？要確定伽瑪射線暴的位置是在河內還是在河外，關鍵在於定出爆發源的距離。餘輝的發現為探測伽瑪射線暴的距離提供了可能，而「雨燕」衛星

將這種可能發揮到了極致。這個古老的探測器「雨燕」發射於2004年11月20日，帶有3架專門研究伽瑪射線暴的儀器：「爆發預警望遠鏡」（BAT）、「X射線望遠鏡」（XRT）和「紫外/光學望遠鏡」（UVOT）。BAT一發現伽瑪射線暴，衛星立即像敏捷的雨燕一樣，迅速調整姿態，讓XRT和UVOT指向爆發源，開始觀測。

先進的設計思想和觀測設備讓「雨燕」獲得了豐碩的成果。它觀測到GRB 050904的紅移為6.29，意味著它到地球的距離是130億光年，是一個地地道道的宇宙伽瑪射線暴。「雨燕」還觀測到GRB 060218的紅移較低，暗示它是一個距地球較近、與超新星有關的伽瑪射線暴。「雨燕」還很精細地觀測到GRB 050724是一個有餘輝的短伽瑪射線暴，暗示這顆死亡的中子星曾繞著黑洞運行。此外，「雨燕」觀測到GRB 030329是一個跟超新星有關、距離極近（紅移為0.168）的伽瑪射線暴。這些觀測證明，伽瑪射線暴大多發生在銀河系外，但也有少數發生在銀河系內。