光、辐射与电磁波谱

伽马射线辐射

/ GAM-uh ray /

在电磁波谱最远的尽头,甚至越过X射线,是存在的最有能量的光:伽马射线。它们的波长比一个原子还小,单个伽马射线光子携带的能量可达可见光光子的几百万倍乃至几万亿倍。普通的光只是轻柔地温暖,而一个伽马射线光子撞来时像一颗子弹,能把原子核击碎。

正因为能量如此之高,伽马射线只来自宇宙最极端的事件:物质坠入超大质量黑洞、大质量恒星的坍缩与爆发、中子星的碰撞,以及刚在超新星中锻造出的放射性核素的衰变。最壮观的是伽马射线暴,这种闪光在短短数秒内可以盖过伽马射线天空中其余一切的总和,标志着宇宙半个天涯之外一个黑洞的诞生。伽马射线还揭示宇宙线粒子在何处被加速到接近光速。

伽马射线在地球大气高处就被吸收——又一次庇护了下方的生命——所以要在太空中研究它们,或者在地面间接研究:捕捉伽马射线撞入高层大气时引发的粒子微弱闪光。它们根本无法用镜面或透镜聚焦;伽马射线望远镜转而追踪每一个光子在探测器内部相互作用时的方向,于是一张伽马射线“图像”是用一个个稀有而珍贵的光子一点点拼出来的。

2017年8月17日,一台引力波探测器感到两颗中子星并合,1.7秒后一颗卫星在同一位置捕捉到一次短伽马射线暴——这是人类第一次对同一场宇宙碰撞既用引力“听到”、又用伽马射线“看到”。

伽马射线标记宇宙最暴烈的事件——如今还成为多信使天文学的锚点。

X射线在哪个波长结束、伽马射线从哪里开始,并没有一条明确的界线;这种区分一部分按能量、一部分按起源(核过程或高能过程)。两个名字有重叠,分界是一种约定,而非自然法则。

又称
gamma raysγ-rays伽马射线伽馬射線