來看宇宙中的“煙花秀”

趙君鵬

看似寧靜的太空，其實在不斷上演著各種盛大的“煙花秀”。

以恒星為例，恒星表面的局部區域有時會突然釋放出強烈的高能電磁輻射和粒子輻射。這種現象被稱為“恒星耀斑”，它是恒星大氣中劇烈的爆炸之一。

太陽是個高密度的氣體球，自帶磁場，由于太陽外層氣體對流和太陽自轉，磁力線被不斷地拉伸和糾纏，太陽大氣中會周期性地發生劇烈爆炸，在幾分鐘到幾十分鐘的時間里釋放出相當于上百億顆巨型氫彈同時爆炸所產生的能量，這就是太陽耀斑。太陽爆發耀斑時，有時會拋射出一些物質，形成日冕。日冕會拋射出巨大的、攜帶磁力線的泡沫狀氣體，這些氣體會到達地球，與地球磁場相互作用，還有可能影響人造衛星和地面電力設施。

產生耀斑時，太陽固然明亮，但宇宙中還有更亮的星。

明朝萬歷三十二年九月的一天，夜空中突然新出現了一顆星。它異常明亮，光芒甚至遮蓋住了木星的光輝，光耀夜空長達數月。這顆異常明亮的星不僅引起了中國人的注意，被寫進《明史·天文志》，還引起了其他國家人的注意。德國天文學家約翰尼斯·開普勒持續觀察這顆星，并出版專著介紹其研究結果。后來，人們稱這顆星為“開普勒超新星”。

大多數恒星的亮度幾乎是恒定的。以太陽為例，太陽的活動周期大約是11年，期間太陽的亮度只有千分之一的變化。而有些恒星的亮度變化明顯，它們被稱為“變星”。超新星是爆發規模最大的變星，它爆發時釋放的能量相當于太陽一生所輻射的能量總和，能照亮其所在的整個星系，并且持續數周到數月。

雖然大約每50年銀河系就會出現一次超新星爆發，但它們大多發生于銀河系的中心區域。由于距離遙遠，再加上星際間的物質遮擋等因素，超新星爆發很難被人類觀察到。開普勒超新星距離地球約1.3萬光年，是400多年以來最后一顆人類僅靠肉眼就能觀察到的超新星。

超新星的能量驚人，但宇宙中還有更大的能量。

伽馬射線暴是宇宙大爆炸之后最劇烈的天體爆炸現象，爆炸時間短至千分之一秒，長達數小時不等。1997年被觀測到的一次伽馬射線暴距離地球120億光年，它爆發后的一兩秒內，亮度等同于除它以外的整個宇宙亮度總和，其在50秒內釋放的能量相當于銀河系200年的總輻射量。

2022年10月，科學家記錄到有史以來最亮的伽馬射線暴。它來自距離地球24億光年的宇宙深處，持續時間長達幾千秒。這次伽馬射線暴的發源地恰好位于中國高海拔宇宙線觀測站“拉索”的最佳觀測范圍內，“拉索”完整記錄了大質量恒星死亡瞬間伽馬射線爆發的全過程，這在天文史上尚屬首次。

伽馬射線暴能量如此強大，它是怎樣產生的呢？天文學家推測：短時間的伽馬射線暴是兩個鄰近的致密星體，如黑洞或中子星合并而產生，而長時間的伽馬射線暴是巨大恒星在燃料耗盡時坍塌收縮爆炸所致。

“東風夜放花千樹。更吹落、星如雨。”煙花雖美，終是一瞬。太空中的“煙花”也是如此，它的壯觀絢麗，讓人再次感嘆宇宙的浩渺無垠。