
2022年,歐空局的空間望遠鏡觀測到有史以來最亮的伽馬射線暴。得益于這個突然亮起的“閃光燈”,銀河系中的20個塵埃云被它照亮,科學家借此機會確定了這些塵埃云和地球的距離以及具體構成物質。
伽馬射線暴是目前觀測到的宇宙中最猛烈的爆發現象。當大質量恒星的核心坍縮,或者兩顆致密星碰撞合并形成黑洞時,都有可能會產生伽馬射線暴。伽馬射線具有極強的穿透性,會對人體細胞造成破壞。
至今,伽馬射線暴仍被稱為高能天文學中最大的謎團。
伽馬射線暴發射出來的能量集中在一個非常狹窄的光束中,只有當地球正好處在這種光束的路徑上,我們才能檢測到伽馬射線暴。天文學家推測,在每天發生的約500 次伽馬射線暴中,只有1 次能被衛星觀測到。伽馬射線暴的持續時間極短,多數在幾毫秒到2 秒之間,要捕捉到伽馬射線暴并不容易。
中國載人航天工程天宮二號空間實驗室搭載的伽馬暴偏振探測儀(以下簡稱“天極”望遠鏡)是探測伽馬射線暴所發出的伽馬射線的偏振的神器,由我國自主研發,它的探測效率比國際同類儀器高幾十倍。
科學家將“天極”望遠鏡稱為“偏愛伽馬射線暴的‘小蜜蜂’”,原因有二。



一是“天極”望遠鏡在構造上類似于蜜蜂的復眼。蜜蜂的每個復眼包含約6300 個小眼,這些小眼能敏感地感知光的偏振狀態,確定太陽的方位,然后以太陽為定標判斷方向。“天極”望遠鏡的探測器陣列由1600 根塑料閃爍棒組成,這些塑料棒可以及時感知到伽馬射線并發出熒光,多根塑料棒同時發光就可以確定伽馬射線暴的方位。
二是由于伽馬射線暴不可預測、隨機發生,為了最大限度地捕捉伽馬射線暴,“天極”望遠鏡將在允許的情況下盡可能開機運行,猶如蜜蜂一樣不知疲倦地工作。
預計“天極”望遠鏡將運行兩年,能夠探測到大約100 次伽馬射線暴,提供高精度的偏振測量樣本。后續的“伽馬暴偏振探測儀二號”
(簡稱POLAR-2)也已經成功入選中國空間站首批科學實驗,預期2024 年左右發射運行,其科學能力將有大幅度提高,有望為最終解決黑洞的形成和極端相對論噴流產生的重大科學問題作出關鍵貢獻。


(編輯:劉穎)