6500万年前，一颗撞向地球的小行星导致了恐龙的灭绝，然而据英国《新科学家》杂志披露，来自外太空的杀手远不止小行星一个。{zx1}科学研究显示，早在4亿年前，地球曾经历过另外一次生物大灭绝，而罪魁祸首就是银河系恒星坍塌后爆发的“伽马射线”。 伽马射线爆是迄今人们所知道的{zj1}破坏力的爆炸。恒星在它生命的晚期爆炸形成黑洞，从其两极发出大量的伽马射线，而这些射线在10秒钟之内就可以在宇宙的另一端探测到。 古生物学证据显示，在4.43亿年前的奥陶纪时代，“伽马射线”是曾经引发了过去5亿年中地球上{zd0}的5次大灭绝的“罪魁祸首”之一。 每隔500万年灭地球一次 科学家们认为，“伽马射线”每隔500万年左右就会对地球生物造成一次致命的影响。如此计算，从地球上有生命诞生以来，“伽马射线”爆发至少给地球生命带来了1000次的灾难性伤害。但因为没有留下明显的痕迹，所以我们对这些远去的伤痛知之甚少，科学家们能做的只是沿着已经掌握的线索去进一步揭开历史的神秘面纱。 以前科学家对奥陶纪晚期的生物大灭绝（这次生物灭绝被称做“奥陶纪大灭绝”，在生物进化史上五次最为严重的大灭绝中排名第二）都归于突然而至的冰河期，但却无法解释是什么引发了冰河时代（冰河时代的出现往往是在一个温暖的时期气候突xx生巨大变化，使生物一时难以适应，从而导致大批生物灭亡）。而大陆漂移又是一个十分长期的过程，不可能在很短的时间内灭绝大批生物。但是，科学家认为由“伽马射线”引发的二氧化氮层却可以有效地阻挡住太阳光，从而引发气候的巨变。如此说来，伽马射线是地球生物灭绝的元凶的可能性很大。 伽马射线爆导致生命灭绝 科学家们在研究了4.43亿年前的三叶虫化石后，得出了结论：伽马射线爆确实是导致四亿年前那场浩劫的元凶。 一支由天体物理学家和古生物学家组成的研究小组在研究三叶虫化石时发现，三叶虫灭绝时的形态模式，与伽马射线爆来临时所造成的后果十分相似。而堪萨斯州大学天体物理学家梅洛特指出，天文学家迄今探测到的伽马射线爆，都来自遥远的星系，到达地球表面时是无害的，但如果伽马射线爆就发生在我们的星系内并直接冲向地球，那么后果将不堪设想。在那种情况下，地球大气层会吸收绝大部分伽马射线，高能射线会撕裂氮气和氧气分子，形成大量氮的氧化物，特别是有毒的棕色气体二氧化氮。这些二氧化氮会遮挡住一半以上的太阳光线，使其无 法到达地球表面，使植物难以进行光合作用，动物无法采光保暖，地球突然进入冰河期，而冰河期将持续50多万年。同时，二氧化氮还会破坏臭氧层，使地球表面生物长期受到过量紫外线的照射，从而导致地球生物的灭绝。
捕捉伽马射线爆 伽马射线爆既然如此可怕，那么人类对它又知道多少呢？ 天文学家们认为，伽马射线爆是宇宙里能量{zd0}的爆炸，它爆炸产生的能量比太阳光要强10亿兆倍。伽马射线爆首次被发现是在1973年，但三十多年过去了，科学家们仍然无法对伽马射线爆为何有如此强大的能量作出解释，因为伽马射线爆发生时仅持续几秒钟的时间，而且在发生的时间上也毫无规律可寻。 几年前，一架卫星探测器终于捕捉到了伽马射线爆发生时那极其宝贵的瞬间。这次伽马射线爆持续的时间特别长，有30秒，离地球还很近（只有20亿光年的距离，通常是100亿至120亿光年的距离），而且爆炸的余辉持续了两周时间（这是前所未有的）。可以说，这次成功捕捉为科学家们研究伽马射线爆提供了绝好的机会。 通过研究，科学家们发现，伽马射线爆其实就是与星球大量毁灭有关的超新星爆炸。很多科学家都提出过这种观点，但苦于一直找不到证据，但也有理论认为存在其他的可能。 （名词解释：光年是光以每秒30万千米左右的速度在一年所走的距离。一光年约为10万亿千米。） 伽马射线的两大“撒手锏” 既然伽马射线是灭绝地球生物的“杀手”之一，那么，它又是如何行凶的呢？ 伽马射线在“袭击”地球时，首先会破坏地球大气层中平流层的分子结构，形成新的氮的氧化物（如二氧化氮）和其他化学物质，使得地球被一层“棕褐色的烟雾”包围，而臭氧层也会遭到严重破坏。整个天空会变成棕褐色，强烈的紫外线可以直接照射到地球表面，这时的紫外线强度会比正常情况要强至少50倍，足以使地球生物丧命。到那时，大多数生活在地表或接近地表的生物，尤其是海洋浅水生物几乎都会灭绝，而深水生物则有可能幸免于难。 伽马射线的第二个“撒手锏”就是大量氮的氧化物的形成使得地球大气层温度下降，地表降温，进而导致冰河期的来临。就像4.43亿年前的那次生物大灭绝那样，在灾难来临前，地球上是“超乎寻常地温暖”（科学家如是说），但就在地球上的生灵沉浸在这一“温暖”梦乡之时，噩梦却突然而至。 接下来我们看看科学家对伽马射线的不懈追寻。 天文学家在测量太空中远离地球的物体与地球之间的距离时，采用 的是一种叫做“红移”的技术。利用这种技术，还可以测量出宇宙射线爆发离地球有多远，它依据的原理是：大多数爆炸都会发出可见光，可以把这些可见光分解成连续光谱，如果星体距地球越远，则光谱中红色的成分越多。虽然伽马射线不属于可见光，也不会产生红移现象，但当伽马射线穿越太空时，会碰撞飘浮在太空中的气体和尘埃，气体和尘埃被加热后会发出可见光，有时发光可持续数天。如果能找到这些可见光，就可以将其红移，从而最终找出伽马射线爆的位置所在。
1997年5月9日，一次伽马射线大爆发被探测器接收到，全世界的天文台站一片忙碌。科学家们忙着对望远镜重新编程、重新聚焦，希望能找到伽马射线燃起的余辉。很幸运，他们找到了。一团模糊的光影出现在天空，天文学家立即对它进行了分析：它不在光谱的蓝端（在蓝端意味着爆炸就发生在银河系里），甚至不在绿光的范围内。如果是在黄色光的范围内，就意味着爆炸发生在银河系以外很远的地方，可惜它也不是黄光。事实上，它很接近光谱的红色末端。这就是说，爆炸的发生地远在宇宙的另一边——距离地球达100亿光年。 这一发现让科学家们兴奋不已。不过，问题也接踵而来：距地球逾100亿光年，即使把宇宙中的全部星体都放在那么远的一个点上，也不能产生如此强大的足以到达地球的伽马射线爆发。 难道是爱因斯坦的质能公式错了吗？如果爱因斯坦错了，那么，整个宇宙物理学就全错了。科学家此时终于意识到，必须重新审视眼前的这个怪物。可是，问题究竟出在哪里呢？以前对它的认识出现偏颇的结症又在哪呢？ 在此之前，物理学家常常假设，当爆炸发生时，能量会向周围各个方向释放，因此，当深空中的伽马射线爆发时，在地球上看到的就只是这种爆发的很小一部分，也就是说只有很小一部分的能量能到达地球。如果加上向其他方向释放的能量，那么爆炸的全部能量就是一个天文数字，就是数学上的无穷大。事实上，问题就出在这里。在百思不得其解之后，有人注意到了黑洞。黑洞是恒星耗尽自身的所有燃料后自我塌陷的结果。黑洞的引力极其强大，能吞噬周围的一切物质，同时喷出两道能量流。需要注意的是，如果伽马射线爆发也是像黑洞一样以狭窄的能量流方式释放能量，则符合爱因斯坦的质能公式。也就是说，在地球上探测到的能量就是伽马射线大爆发时释放的几乎全部能量，爆发地点就在宇宙遥远的另一边。 那么，情况果真如此吗？2001年2月22日，又一次伽马射线大爆发开始了。天文学家在分析所得 资料后，立即感觉到了异常。在通常的爆炸中，能量的释放会达到一个{zg}点，然后慢慢衰落。但这次的信号不仅很强，而且长时间保持稳定。
究竟什么爆炸能释放如此强大的能量呢？终于有科学家意识到，只有一种地方可发出如此恒定的无线电信号，那就是被誉为“宇宙奇观”之一的“恒星产房”——恒星诞生的地方，这里每天都有全新的恒星诞生。据天文学家的证实，在所有星系中，都发现了“恒星产房”。它们由巨大的气体和尘埃云团组成，直径达数百光年。在这些云团中的某些地方，压力相当大，使一些高热、高密度的团块得以形成。随着温度的不断提高，开始产生核反应，气团随着这反应燃烧，最终变成恒星。看来，正是在这些“恒星产房”内或附近产生了伽马射线大爆发。因此，如果在某个“恒星产房”附近发现了伽马射线大爆发，也就暗示伽马射线大爆发与恒星的形成过程有关。 可是这里又出现了矛盾。一般理论认为，伽马射线爆发是由黑洞产生的，而黑洞是恒星死亡的结果，那么伽马射线又怎么可能来自恒星诞生之地呢，难道恒星会在“恒星产房”中夭折吗？事实上，大多数恒星的寿命可以达到100亿年，而到它们死亡时，“恒星产房”早已不复存在。然而，如果一颗恒星能长得很“壮”而成为“xx”，它的燃烧就会大大加剧，从而导致它的生死周期急剧缩短。说得通俗一点，就是它们“刚出生便死在襁褓中”。这些“xx”虽然有更多燃料可以燃烧，却也会燃烧得更加迅猛。也就是说，“xx”的葬身之地离出生地很近。因此，如果伽马射线爆发来自“xx”的死亡之地，那么也就是来自恒星的诞生之地。 据此，有人提出了“超-超新星”理论。这种理论认为，随着“xx”的形成，一切就在“恒星产房”中开始了。在短短的几百万年内，“xx”燃尽其内核中的燃料，坍塌成为黑洞。随着黑洞喷出两道强力伽马射线流，“超-超新星”便形成了。也就是说，我们每次看见伽马射线大爆发，就相当于目击“xx”的死亡和黑洞的诞生。这样，伽马射线之谜就可以xx了。 伽马射线爆与超新星有关 宇宙伽马射线爆是天文学中悬而未决的问题之一，数十年来科学家一直致力于弄清这种爆发的本质，以揭开伽马射线爆的神秘面纱，但一直未能如愿。最近，英国科学家公布了一项{zx1}研 究成果，这一成果表明，伽马射线爆很可能与超新星爆发有密切的关系，这就使人类对伽马射线爆本质的认识更进了一步。
伽马射线是波长小于0.1纳米的电磁波，它的能量非常高。但是大多数伽马射线会被地球的大气层阻挡，所以对它的观测必须在地球之外进行。近年来，科学家已经知道，伽马射线爆发生在我们的银河系之外，但对它的产生原因却一直没有定论。有理论认为，伽马射线爆是中子星落入黑洞时产生的，也有理论认为，伽马射线爆是超新星爆发产生的。但科学家们都没有找到证明自己观点的确切证据。 在{zx1}一期的英国《自然》杂志上，一个英国研究小组报告了他们对于伽马射线爆的{zx1}研究成果，称一次伽马射线爆通常会伴随着X射线波段的“余辉”。研究者研究了2001年12月的一次伽马射线爆的观测数据，欧洲航天局的XMM--牛顿太空望远镜观测到了这次伽马射线爆长达270秒的X射线波段的“余辉”。通过对于X射线的观测，研究者发现了在爆发处镁、硅、硫等元素以亚光速向外逃逸，而通常只有超新星爆发才会造成这种现象。 据此，专家认为，伽马射线爆很可能是由超新星爆发引起的。而科学家们对伽马射线爆的成功捕获，证实了他们的猜想是对的。超新星爆发确实是伽马射线爆发的原因之一。 伽马射线爆发可能是“宇宙探戈”的产物 能够吞噬一切物质的黑洞，将另一个天体“逮住”并强行与它“狂舞”一番，会有什么后果？科学家最近提出，宇宙深处神秘的强大伽马射线爆发，也可能是黑洞“热舞”的一个产物。 天文学家们对黑洞及其“舞伴”--处于残余状态的恒星进行了研究。他们诙谐地将这两种天体之间的相互作用过程，形容为在跳一场“宇宙探戈”。 科学家们说，处于残余状态的恒星，实际上是以一种环状的面貌出现，它在与黑洞的“对舞”中，xx处于被动。在这场火热的“舞蹈”中，盘绕的磁场线包围了两个天体，就像纠缠的手臂。黑洞携着它的“舞伴”越转越快，它的“舞伴”--环状恒星残余物也不断从黑洞那里吸取到巨大的能量，“热力”四散。最终，环状恒星残余物被紧紧地拉向黑洞，并最终被黑洞“吞掉”，走到毁灭的尽头，而这场“宇宙探戈”也随之达到高潮，剩下的只是“气喘吁吁”的黑洞。 “宇宙探戈”当然只是一个有趣的形容，科学家们只不过是借用它来更形象地表述自己 的成果，他们最感兴趣的是在这一过程中两个天体之间能量的交换和发散机制。他们就此专门建立了一个模型，在研究后发现，两个天体在“起舞”的过程中，会沿着黑洞旋转轴的方向产生伽马射线定向射流。但这只是“宇宙探戈”极小部分的产物，在两个天体相互作用的过程中，相当于伽马射线爆发100倍之多的绝大多数能量都通过恒星残余物以重力波的方式散向了太空。
科学家们指出，“宇宙探戈”这个模型，好处就在于它可以解释此前在天文观测中所发现的自相矛盾之处。虽然旋转的黑洞被认为是一个可能的伽马射线产生源，但它的能量一般是任意地向四处发射，而模型观测却显示伽马射线的能量一般是定向的。科学家们认为，“宇宙探戈”模型可以解决这一悖论。 这个模型认为，恒星残余物经历了与黑洞相互作用的一个短暂过程，而不是一下就被黑洞吸进去。更关键的是，这个模型还认为恒星残余物从黑洞吸收了能量，并通过自身的旋转，像一个高效的催化转化器，将吸收的部分无定向能量，重新以伽马射线爆发的方式定向发送出去。 不过，设想这一模型的科学家们说，他们的模型只是理论上的，还有待未来天文观测结果的检验。不过，这也为伽马射线爆产生的另一种可能提供了可借鉴的依据。 |
