2008年3月19日，美国宇航局的“雨燕”卫星探测到4个伽玛射线暴（英文简称GRB），其中一个被称为“GRB 080319b”的伽玛射线暴发生在牧夫星座方向，距离地球有75亿光年之遥，但余辉却十分明亮，仅凭肉眼就能看得很清楚。伽玛射线暴是什么？其巨大的爆发能量从何而来？其明亮的余辉意味着什么？这种爆发对地球和人类有没有影响？请听专家为我们讲述神秘的伽玛射线暴的来龙去脉。
它带我们回从前
2008年3月19日的伽玛射线暴，是在北京时间当天14时10分观测到的，前后持续了3分钟。爆发结束后，在X射线、紫外线和可见光等长波段都出现了明亮的余辉，余辉的光度达到5.3等（“等”是天文学上的亮度单位），就像一只明亮的宇宙探照灯照耀着天空，肉眼也能看见。当时，部署在地球周围的人造卫星和许多地面天文台都观测到了这一壮观的天象奇观，并为科学家提供了一幅此前未曾记录过的最详细的伽玛射线爆发图。
美国宇航局的“雨燕”卫星也观测到了这次爆发。实际上，它本身就是被用来寻找宇宙中的异常爆发的。它对GRB 080319b的观测取得了巨大成功。在地面上，科学家也进行了有效的观测，例如美国宾夕法尼亚大学观测组在爆发前30分钟就开始观测，爆发后几个月还在跟踪测量。他们的观测表明，这次爆发以99.9995％的光速直接向地球喷射物质，这是何等惊人的速度啊——几乎等于光速！天文学上把这种喷射叫做“喷流”。
GRB 080319b的喷流异常明亮，在黑暗的天空里用肉眼就能看到。天文学家还利用两架地面大型望远镜观测了GRB 080319b的余辉，得到了它的红移为0.94。红移表示遥远天体的距离，按照哈勃定律，0.94的红移相当于距离地球75亿光年（1光年是指光线在1年时间里走过的距离）。换句话说，“雨燕”卫星看到了天体在75亿年前发射的光线！如果这些光线中隐藏了当年的信息，那么我们不用穿过时光隧道，不用通过广义相对论描述的蠕虫洞，只需利用伽玛射线暴的辐射，就能“倒转”历史，回到古老时代，观看几十亿年前天体演化的历史场面。这是多么神奇的事情！
75亿光年，意味着GRB 080319b到地球的距离是多么遥远——就连速度高达每秒30万千米的光线也要走75亿年才能到达！1光年相当于9.46万亿千米，75亿光年也就是75亿个9.46万亿千米，如此遥远的距离真是令人难以想象！根据最近测量，宇宙的半径约为137亿光年，也就是说，GRB 080319b位于半个宇宙半径的地方，利用它的余辉，我们就能看到半个宇宙的情况，这当然是很奇妙的。
GRB 080319b的余辉具有1万亿个太阳的光度，就像1万亿个太阳的光芒在75亿光年远的地方照耀地球。而在我们头顶上空，幸亏只有1个太阳，要是十日齐出，地球会成什么样子呢？一定会像熊熊烈火在燃烧，泥土烧红，草木枯焦，田园荒芜，万物毁尽，生命不复存在！好在GRB 080319b不是发生在太阳与地球之间的距离上，也不是发生在银河系内，而是发生在离我们75亿光年的地方。如此遥远的距离，光线在传播过程中能量逐渐减少，到达地球时绝大部分能量已耗散掉。
天文学家至今还在分析这次伽玛射线暴，他们目前仍不清楚的是这次爆发及其余辉究竟为什么会这么明亮。可能与它的爆发能量比别的爆发大有关，也可能与产生爆发的恒星或其喷流的质量、旋转或磁场有关，当然也不排除能量集中在一个直接瞄准地球的狭窄喷流内的可能性。另一方面，伽玛射线暴是宇宙中除宇宙大爆炸外光度最大的爆炸，它们大多数发生在大质量恒星核燃料消耗殆尽、恒星核心坍缩成为黑洞或中子星的时候。坍缩推动很强的气体向外喷射，这些喷射物冲击坍缩星，将物质和成束的辐射带进空间，形成喷流。在指向地球的喷流物质中，能量大的集中在圆锥角为0.4度的主光束内；能量稍低的则分布在圆锥角为16度的次光束内。由于主光束内喷流物质含有较高的能量，所以就像探照灯，使我们能够看到异常明亮的爆发。
除GRB 080319b外，许多观测者同时还观测到了距离这次爆发10度的另一个爆发余辉，俄罗斯-意大利联合观测组还拍摄到了爆发早期的影像，从而可以让我们看到爆发早期伽玛射线暴的极详细图像。综合分析这些影像资料和其他观测结果，就有可能揭示GRB 080319b异常明亮的原因。
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撰文 徐永煊
完整的故事，请阅读《大自然探索》杂志2009年第4期