中国天地联合观测到迄今最亮伽马射线暴,具有哪些意义?

中国天地联合观测到迄今最亮伽马射线暴,具有哪些意义?,第1张

中国天地联合观测到迄今最亮伽马射线暴,其研究成果的发现对以后天文研究有着很远的意义:

1、知道了伽马射线暴的特点。

通过观测和研究,我们知道了伽马射线暴是在天体爆炸后产生的大量高能辐射,具有持续时间长、能量高等特点,它通常以剧烈的爆发形式在一段时间内产生,它的爆发常常具有周期性和多发性。


                                 

2、知道了伽马射线暴产生条件。

有可能产生于黑洞或中子星爆发后较长的时间周期内,目前为止天文学家通过研究宇宙早期发生和演化的伽马射线暴已经获得了许多成果。不过由于这些天体所发出辐射的波长与宇宙射线的波长不同,因此其辐射强度也不一样。例如在遥远行星上发生的星系发生伽马射线暴可以产生非常高灵敏度的波长;


                                 

3、知道了伽马射线暴的波长和频率。

在太阳上发生的星系伽马射线暴则无法产生高灵敏度观测波长;而在银河系外发生的伽马射线暴只能以很高峰值的脉冲光产生观测波长;而在遥远的太阳系外发生的伽马射线暴则可以通过电磁波谱分析得出它们可能产生的频率信息并进行预测。

   


                                 

                         

4、知道了伽马射线暴系列研究方法。

伽马射线暴能不能被探测到还要看它是什么样子的,因为它与我们自身形成的时空有很大差别。这次空间毫米波天文台的观测结果提供了很好的验证了我们时空探测技术的潜力。

 


                                 

                           

5、可以知道从什么时候开始出现的伽马射线暴

伽马射线暴是一种爆发在恒星形成后期的、在天体物理学中具有重要意义的伽马射线暴。它是由于中子星高速自转产生的强大辐射对周边天体产生冲击所引起的天体物理事件。科学家通常认为这种辐射是宇宙中诞生较早的天体的一种高能辐射。比如伽马射线暴的主要来源就是来自于太阳附近的中子星发生超新星爆发所产生的高能辐射。该伽马射线暴爆发时会释放出非常强且稳定的伽马射线辐射(如 XRF和 ALPHA),在天文学中被称为超新星爆发。


                                 

根据相关资料介绍:此次空间毫米波天文台联合观测到最亮伽马射线暴TJ040-23-004C (001秒/米),是该空间任务中首次发现该爆发;其亮度为该望远镜历史观测所记录到的最亮伽马射线暴TJ040-23-004C (002秒/米)。伽马射线暴主要是通过在恒星形成后期产生的强大脉冲星风对恒星形成初期附近的中子星进行加速形成的。这类伽马射线暴可以是伽马射线暴、伽马射线源或者其它来源产生的脉冲星气体云爆发等形式。此外伽马射线暴非常明亮且持续时间长(通常大于1秒/米),也会引发观测卫星对其进行持续探测和分析任务。

6、知道了伽马射线暴对天体的影响

在对太阳的观测中,我们可以看到一系列的天体伽马射线暴,这些天体在地球附近形成,并且在一定范围内具有一定的能量(例如能量为01~02 eV)。因此,伽马射线暴对太阳系以外的天体也有影响。比如,最近几年被称为“新视野”(New Horizon)的空间天文望远镜已经观测到了一个亮度很高的伽马射线暴(NGC 1606)。该天文望远镜位于加利福尼亚州圣迭戈附近。此次曝光的伽马射线暴产生于大约10秒钟的黑暗时刻。


                                 

这一时期太阳和地球之间出现了两次高速自转的事件。太阳自转速度大约是025 km/s左右(地球自转速度大约为37 km/s);地球自转速度大约是30 km/s左右(地球自转速度大约为1000 km/s)。此外,在恒星周围还会形成一系列的伽马射线暴现象:伽马射线爆发产生了巨大而短暂的光变回黑暗过程中形成了很多发光波段的伽马射线暴现象。太阳与地球之间的剧烈碰撞产生的伽马射线暴也可能引起天体伽马射线暴——太阳系外爆发伽马射线暴很常见一种现象就是太阳系内发生了一系列伽马射线暴事件。然而,它们造成的天体伽马射线暴是什么原因导致的?未来还有哪些方向上的伽马射线暴可以继续观测?我们还要继续探究。

7、伽马射线暴会在太阳系内发生

伽马射线暴之所以会爆发,与高能天体辐射和恒星内部发生的恒星演化有着密切关系。在高能天体的引力作用下,其质量增加使其内部的磁场发生剧烈变化。在发生剧烈的引力作用时(例如引力波传播),会产生伽马射线辐射。当这些射线到达星际空间时,会与星际空间中的气体、尘埃发生碰撞并被抛出太阳系外。就像水被喷出形成云时所发生的反应一样。当这些云从我们自身发射出来时便会形成伽马射线暴。


                                 

由于我们身边出现不少高能天体事件及爆发活动都是由这些天体爆发产生的。与那些由质量较大天体引发而产生伽马辐射爆发的事件不同,这些天体本身并没有引发伽马射线暴,而是通过太阳系与恒星间相互作用而产生爆炸释放出伽马射线。这些天体在受到高能辐射之后会产生剧烈运动并喷射出大量伽马射线。

8、伽马射线暴探测与研究对黑洞附近天体的物理特性会有深远的影响

科学家认为,伽马射线暴的爆发通常是伴随着黑洞的存在。虽然说黑洞不是宇宙物质的中心,但其周围的物质存在一定的引力。因此其周围就存在着许多被称为“磁极”的辐射星系。这些黑洞周围的辐射星系和黑洞一样有强烈的吸积力和自转速率。它们非常“听话”地吸收伽马射线暴所发出的光子。同时这些磁极也非常强(即磁极电晕的数量可以达到两个)。例如本次事件被观测到的磁极就位于太阳附近(距地球约1亿光年)。


                                 

同时磁极的自转速率也与其所发出的光子量成正比,如果想了解它们周围发生伽马射线暴时发出能量有多高以及辐射星系产生这种异常现象之后会对它们周围进行什么观测研究呢?目前已知它们发出伽马射线暴时所发出物质可能会含有一定量的中子和电子;而这些中子和电子很可能也具有一定能级和自转速率。另外一个值得关注的问题就是如何精确地测量它们释放高能伽马射线暴时发出物质能量如何、与恒星之间什么相互作用以及它们发射出去以后返回到地球会发生什么样的物理现象和物理性质等信息呢?这些问题在很大程度上都要依赖于对该天体发生高能伽马射线暴时释放出来的核磁介质进行测定。

伽马辐照装置是利用电离辐射加工处理食品,以控制食源性致病菌、减少食物的微生物数量和虫害、抑制块根类农作物发芽,以及延长易腐坏农产品的保质期。辐照技术已获准用于约50种不同种类的食物,并最少有33个国家在商业上应用这项技术。尽管业界数十年来一直使用辐照技术为食物进行消毒,以符合检疫规定,但食用辐照食物对健康的影响仍是备受关注。这项研究概述了食物辐照技术的基本原理、应用范围,以及食用辐照食物对消费者构成的潜在健康风险。现有证据显示,虽然辐照加工会令食物产生化学变化,导致营养素流失,但如按照建议的方法进行辐照加工食物,而且加工过程符合良好制造规范,辐照食物的安全性和营养素质量,与用其他传统食物加工方法(例如加热、巴士德消毒和装罐)处理的食物相若。
食物辐照技术是利用电离辐射加工处理食品,以控制食源性致病菌、减少食物的微生物数量和虫害、抑制块根类农作物发芽,以及延长易腐坏农产品的保质期。根据国际原子能机构的资料,超过50个国家已批准使用辐照技术处理约50种不同种类的食物,并有33个国家在商业上应用各国准许进行辐照加工的食品不尽相同,但一般只限于香料、香草、调味料、某些新鲜水果或干果和蔬菜、海产、肉类及肉类制品、家禽,以及蛋类制品。尽管业界数十年来一直使用辐照技术为食物进行消毒,以符合检疫规定,但食用辐照食物对健康的影响仍是备受争议的问题。食品经辐照后产生的化学物是否具有毒性,以及辐照处理会否改变食品的营养价值,都是令人关注的事宜。根据食品法典委员会《辐照食品通用标准》,建议用于食品加工的电离辐射是∶(I)放射性核素钴-60(60Co)或铯-137(137Cs)产生的伽玛射线;以及(II)由机械源产生的电子束(最高能量为10兆电子伏特)和X射线(最高能量为5兆电子伏特)。
(I) 放射性核素钴-60和铯-137产生的伽玛射线钴-60由高度精制的钴-59(59Co)颗粒在核反应堆中经中子撞击而成,铯-137则由铀裂变产生。钴-60和铯-137发出穿透力强的伽玛射线,可用以处理大件或已包装食物。目前,钴-60是最广泛应用于食物辐照的放射性同位素。 (II) 由机械源产生的电子束和X射线机械源产生的电离辐射的主要优点是,整个处理系统都不涉及放射性物质。产生电子束的电器装置由电力驱动,以直线加速将电子加速至接近光速。但这些高能电子束的穿透力有限,只适用于较薄的食物。以电子束撞击金属靶,可把电子转化为不同能量的X射线。虽然X射线的穿透力较由钴-60和铯-137产生的伽玛射线强4,但由于电子转化为X射线的效率一般低于10%,以致机械源辐射的应用一直难以推广。 当电离辐射穿过如食物等物质时,能量会被吸收,食物成分的原子和分子会被离子化或激发,引起辐照食物中出现的化学和生物学变化。食物辐照的化学效应食物进行辐照时所产生的化学效应,是由于处于激发态的分子及离子分解后,与相邻分子发生反应,而引发的连串相互反应。主要的化学反应包括分子内部出现异构化和分裂,并与相邻分子发生反应,产生连串新化学产物(包括高反应自由基)。食物经辐照后而产生的自由基,通常存在时间很短。不过,在一些干制、冷藏或含坚硬部分(例如骨头)的食物,由于产生的自由基的活动性有限,因此会存留一段较长时间。由电离辐射引起的另一个重要化学反应是水辐射分解。水分子经辐照后产生的羟基自由基和过氧化氢属高反应性,容易与大部分芳香族化合物、羧酸、酮、醛和硫醇等发生反应。这些化学变化对消除食物的微生物具有重要作用。不过,如辐照环境条件控制不善,这些化学变化难免会对某些食品造成不良影响(例如失去原有风味)。在辐照过程中,利用钴-60产生的伽马射线作能量源,以提供电离辐射。商用辐照设施的共通之处是设有辐照室,以及用以运送食物进出辐照室的输送系统。辐照厂房跟其他工业设施在结构上的主要分别是,辐照室四周建有混凝土防护围墙(厚度一般为15至18米),以防止电离辐射的泄漏。 放射性核素源会持续发出辐射。当辐射源不用作处理食物时,会贮存在一个水深约6米的水池内。水可吸收辐射能量,是其中一种最佳的阻隔辐射防护物质之一,将辐射源贮存在水里,可保护须要进入辐照室的工作人员免受辐射照射。辐照设施的输送系统采用路轨设计,用以运送食物通过辐照室进行辐照处理。通过控制辐照的时间和辐照源的能量,就可以调节食品接受电离辐射照射的剂量,以达致特定的目的。
在国内,工业用的食物辐照设施必须领取许可证,并受国家辐射安全及卫生当局的规管及监察。他们亦有参考其他主管当局制定的辐照标准 和实务守则 。国际原子能机构和联合国粮食及农业组织合作建立了一个食物辐照设施资料库,胪列各国的认可食物辐照设施,供公众参考。

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而本世纪头十年,中子星合并过程中会出现短爆(持续不到几秒)。两年前,LIGO和Virgo引力波探测器观测到了引力波,NASA费米(Fermi)和ESA的Integral两颗卫星也观测到了短暂爆炸,戏剧性地证实了这一点。关于这些伽马暴仍然有许多谜团,特别令人困惑的是高能辐射是如何产生的。

NASA尼尔·盖恩斯·斯威夫特卫星上的伽马射线探测器探测到了GRB 190114C,这是45亿年前发生在遥远星系的一次明亮爆炸。位于西班牙拉帕尔马的Roque de los Muchachos天文台切伦科夫探测器,在Swift的触发下,转向了爆炸的位置,发现了来自爆炸的超高能量光子(TeV能量)。

超高能量的TeV光子是在瞬间发射后约50秒被观测到,处于所谓的“余辉”阶段,其能量至少是之前从任何爆炸中探测到最高能量光子的10倍。尽管如此,来自下诺夫哥罗德应用物理研究所的叶夫根尼·德里舍夫教授和耶路撒冷希伯来大学的Tsvi Piran教授将这些数据与尼尔·盖恩斯·斯威夫特对低能量(x射线)光子的观测相结合,揭示了发射机制的细节。

在2019年8月1日发表在《天体物理学》上的一篇研究论文中,天文学家指出,辐射一定来自于以09999倍光速向发射的喷流。高能辐射是由电子加速到喷流内部的TeV级能量而发射。发射过程也可以确定:这是所谓的“逆康普顿机制”,其中超高能电子与低能光子碰撞,并提高能量。值得注意的是,同样的相对论电子也通过同步辐射产生低能量的“种子”光子。

MAGIC已经发现了Rosetta伽马射线爆发,这种独特探测让科学家们首次能够区分不同的发射模型,并发现爆炸的确切条件。现在也能理解为什么过去没有观测到这种辐射。未来的切伦科夫望远镜,比如计划中的切伦科夫望远镜阵列,一个正在建设中的跨国项目,将比MAGIC更加敏感。目前的发现表明,未来还会发现许多类似事件,并将继续揭示这个宇宙之谜。

博科园|研究/来自:耶路撒冷希伯来大学

参考期刊《天体物理学》

DOI: 103847/2041-8213/ab2d8a

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辐射是让人家害怕的一个东西,因为可能会危害人的身体健康甚至于导致一些不好的事情发生,其中伽马射线是比较有名的一种辐射对人有什么危害呢,和本站一起了解下吧。

伽马射线对人体的危害有多大

伽马射线也被称为γ粒子流,这是原子核能在不断跳跃蜕变过程中释放出来的一种射线。这种射线的波长很短,有着超强的穿透能力,同时能量也很强大,可能会导致生物身体中的DNA发生变化,甚至于导致细胞转变,严重可能会导致世界上十大必死病之一癌症的发生。

但是另外一个方面,它也可以成功杀死细胞,人们可以将它利用在医疗当中用来杀死癌细胞。

被伽马射线辐射会怎样

γ射线有着巨大的能量,主要因为它波长很短同时频率又很高,所以能量巨大。当γ射线能量越高对人的伤害可能就越大了,假如人体受到200-600雷姆辐射能量的时候,人体的造血器官比如骨髓等等就会遭受到相当严重的破坏。这个时候可能会导致白血球急剧减少了,身体各种内出血,在两个月内最高有80%可能性死亡。

假如辐射达到了600-1000雷姆时候,死亡几率更高,当辐射达到了1000-1500雷姆的时候,人身体当中的肠胃系统也会遭到一定的破坏,人们会不由腹泻发烧等等,内分泌也会受到严重的影响,一般会在两个星期之内死亡,假如辐射剂量为5000雷姆以上,人体的中枢神经系统遭受到了严重的破坏,可能会在两天之内死亡。

假如遭受了工业探伤,γ射线强度不会很大。这种射线对人有着很严重的伤害,会影响到人的生殖细胞,有时候可能生命保住了但是以后也不能在生孩子了。假如人长期在这种辐射下生活的话,可能人体细胞会有一定的变异,最终导致一些很恐怖的疾病,最终有一定的致癌风险,这是相当让人窒息的。


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