偏爱伽马射线暴的“小蜜蜂“
2022年,欧空局的空间望远镜观测到有史以来最亮的伽马射线暴。得益于这个突然亮起的“闪光灯”,银河系中的20个尘埃云被它照亮,科学家借此机会确定了这些尘埃云和地球的距离以及具体构成物质。
难以捕捉的伽马射线暴
伽马射线暴是目前观测到的宇宙中最猛烈的爆发现象。当大质量恒星的核心坍缩,或者两颗致密星碰撞合并形成黑洞时,都有可能会产生伽马射线暴。伽马射线具有极强的穿透性,会对人体细胞造成破坏。
至今,伽马射线暴仍被称为高能天文学中最大的谜团。
伽马射线暴发射出来的能量集中在一个非常狭窄的光束中,只有当地球正好处在这种光束的路径上,我们才能检测到伽马射线暴。天文学家推测,在每天发生的约500 次伽马射线暴中,只有1 次能被卫星观测到。伽马射线暴的持续时间极短,多数在几毫秒到2 秒之间,要捕捉到伽马射线暴并不容易。
偏爱伽马射线暴的“小蜜蜂”
中国载人航天工程天宫二号空间实验室搭载的伽马暴偏振探测仪(以下简称“天极”望远镜)是探测伽马射线暴所发出的伽马射线的偏振的神器,由我国自主研发,它的探测效率比国际同类仪器高几十倍。
科学家将“天极”望远镜称为“偏爱伽马射线暴的‘小蜜蜂’”,原因有二。



一是“天极”望远镜在构造上类似于蜜蜂的复眼。蜜蜂的每个复眼包含约6300 个小眼,这些小眼能敏感地感知光的偏振状态,确定太阳的方位,然后以太阳为定标判断方向。“天极”望远镜的探测器阵列由1600 根塑料闪烁棒组成,这些塑料棒可以及时感知到伽马射线并发出荧光,多根塑料棒同时发光就可以确定伽马射线暴的方位。
二是由于伽马射线暴不可预测、随机发生,为了最大限度地捕捉伽马射线暴,“天极”望远镜将在允许的情况下尽可能开机运行,犹如蜜蜂一样不知疲倦地工作。
预计“天极”望远镜将运行两年,能够探测到大约100 次伽马射线暴,提供高精度的偏振测量样本。后续的“伽马暴偏振探测仪二号”
(简称POLAR-2)也已经成功入选中国空间站首批科学实验,预期2024 年左右发射运行,其科学能力将有大幅度提高,有望为最终解决黑洞的形成和极端相对论喷流产生的重大科学问题作出关键贡献。


(编辑:刘颖)