伽马射线暴的原理解析
为什么宇宙中有伽马射线暴？却没有阿尔法射线暴和贝塔射线暴？
为什么宇宙中有伽马射线暴？却没有阿尔法射线暴和贝塔射线暴？表面上看来，α射线、β射线和γ射线都是射线，但本质上是不同的，这三种射线在传播过程中与物质的作用也各不相同。
下面先来探讨他们的本质。
α射线、β射线和γ射线，都是由核反应产生的。
核反应主要分为核裂变、核聚变、粒子轰击、放射性衰变，衰变属于自然反应，而核裂变、核聚变和粒子轰击可以人工干预。
放射性元素的原子核会自发的衰变，比如铀和镭等，原子核的衰变按所释放出的射线可以分为三种方式，即α衰变、β衰变和γ衰变。
（上图为放射性元素铀238的衰变之旅）α射线、β射线和γ射线本质上是高速运动的高能粒子流。
阿尔法衰变射出的是α粒子，而贝塔衰变射出的是电子，伽马衰变射出的是光子。
若以穿透力排名，γ粒子>β粒子>α粒子。
下面来简单介绍一下。
1，α射线α射线是高速运动的α粒子流α粒子是核反应过程中产生的，它由两个中子和两个质子构成，本质上是氦的同位素氦4的原子核。
α粒子是带两个单位正电的高能粒子，质量很大为氢原子的4倍，速度可达每秒2万公里。
正是因为质量大且带电，它在穿过介质后会迅速失去能量，因此穿透力不大，一张薄纸就能将其阻挡。
地球上的氦气主要就是地球上的放射性元素衰变产生的。
2，β射线β射线是高速运动的电子流电子相信就不用多介绍了，它是构成原子的重要粒子，带有一个单位电荷。
原子由带正电的原子核（原子核由带一个单位正电荷的质子和电中性的中子构成）和围绕它的核外电子（负电子）组成。
电子质量非常小，原子中99.9%的质量都集中于原子核上。
当原子核发生β衰变时，就会释出高能电子，其速度可达光速的99%。
不过仅仅一张铝箔就能将其阻挡。
β衰变可分为三种正贝塔衰变：原子核内的一个质子转变为一个中子时，就会向外同时释放一个正电子和一个中微子。
负贝塔衰变：原子核内的一个中子转变为一个质子时，释放的是一个负电子，还会产生一个反中微子。
轨道电子俘获：即原子核从核外电子中俘获一个电子（负电子）的衰变过程，原子核中一个质子吸收电子后将变为中子，这个过程并不会向外辐射电子，但会向外发射一个中微子。
天体物理学中的伽马射线暴：探索伽马射线暴的起源、辐射机制与宇宙学意义
天体物理学中的伽马射线暴：探索伽马射线暴的起源、辐射机制与宇宙学意义摘要伽马射线暴（Gamma-Ray Bursts, GRBs）是宇宙中最剧烈的天体物理现象之一，其起源和辐射机制一直是天体物理学研究的热点。
本文深入探讨了伽马射线暴的分类、观测特征、可能的起源模型以及辐射机制。
同时，本文还讨论了伽马射线暴在宇宙学研究中的重要作用，如探测宇宙早期星系、研究宇宙的化学演化等。
通过对伽马射线暴的全面剖析，本文旨在展示其在天体物理学和宇宙学研究中的重要地位，并展望未来的研究方向。
引言伽马射线暴是来自宇宙深处，在短时间内释放巨大能量的伽马射线辐射现象。
伽马射线暴的持续时间从几毫秒到几千秒不等，其亮度在短时间内可以超过全宇宙其他天体的总和。
伽马射线暴的发现为天体物理学和宇宙学研究提供了新的窗口，有助于我们理解宇宙中极端物理过程和宇宙的演化历史。
伽马射线暴的分类与观测特征根据持续时间的长短，伽马射线暴可以分为两类：1. 长暴（Long GRBs）：持续时间大于2秒，通常伴随着超新星爆发。
2. 短暴（Short GRBs）：持续时间小于2秒，可能起源于双中子星并合或中子星-黑洞并合。
伽马射线暴的观测特征主要包括：1. 瞬时辐射：持续时间短，能量集中在伽马射线波段。
2. 余辉：瞬时辐射结束后，在X射线、光学、射电等波段持续数天至数月的辐射。
3. 宿主星系：长暴通常位于恒星形成活跃的星系中，而短暴的宿主星系类型多样。
4. 红移：伽马射线暴的红移分布广泛，表明它们发生在宇宙的不同时期。
伽马射线暴的起源模型1. 长暴起源模型：目前主流的模型认为，长暴起源于大质量恒星的坍缩。
当大质量恒星耗尽核燃料后，核心坍缩形成黑洞，同时产生强大的喷流，喷流与周围物质相互作用产生伽马射线暴。
2. 短暴起源模型：短暴的起源模型主要有两种：双中子星并合和中子星-黑洞并合。
这两种模型都可以解释短暴的短时标和高能辐射特征。
伽马射线暴的辐射机制伽马射线暴的辐射机制仍然是一个未解之谜。
伽玛射线爆发中的超高能粒子产生机制
伽玛射线爆发中的超高能粒子产生机制伽玛射线爆发（Gamma Ray Burst，简称GRB）是宇宙中最强烈的爆发事件之一。
在这个巨大的爆炸中，能量释放的速率相当于太阳在其整个寿命中释放的总能量，有时甚至更多。
超高能粒子的产生机制一直以来是一个备受争议的课题。
伽玛射线爆发中超高能粒子的加速、产生与释放机制至今尚未完全解锁，但有一些理论可以提供一些线索。
伽玛射线爆发通常被认为是由恒星的爆炸引发的。
当大质量恒星在它们的演化过程中耗尽燃料时，其内部的核反应会停止，导致重力迅速压缩恒星的核心。
这导致了一个剧烈的核爆炸，释放出巨大的能量。
在这样的爆发中，伽玛射线和X射线能量段的电磁辐射是首先被观测到的。
但是，这些能级的辐射无法解释超高能粒子的产生。
因此，科学家们提出了加速机制的理论，以解释这些粒子的来源。
一种流行的假设是，伽玛射线爆发中的超高能粒子是通过磁力加速机制产生的。
在这种假设中，强大的磁场被形成，通过加速和定向带电粒子，使它们获得巨大的能量。
这种机制被称为磁流体动力学加速。
根据这种假设，伽玛射线爆发产生的磁场在很短的时间内增加了数百万倍，形成了强大的磁压。
然后，磁场将带电粒子加速到接近光速的速度，并产生了超高能宇宙射线。
另一种被提出的假设是伽玛射线爆发中的超高能粒子是通过冲击加速机制产生的。
在这种假设下，当伽玛射线爆发的冲击波与周围环境相互作用时，它们可以将周围物质加热并加速带电粒子。
冲击加速机制可以产生不同能量的粒子，包括超高能粒子。
这种机制在许多其他高能天体中也被广泛应用，比如超新星残骸和星系团。
此外，还有一种可能是伽玛射线爆发中的超高能粒子是通过电场加速机制产生的。
这种机制依赖于强大的电场，在伽玛射线爆发的剧烈环境中产生。
无论是哪种加速机制，伽玛射线爆发中产生的超高能粒子在其释放瞬间会形成一个非常巨大的粒子流，称为强流。
这个强流会将超高能粒子以近乎光速的速度释放到宇宙中。
伽玛射线爆发中超高能粒子的产生机制还有许多未解之谜，需要更多的观测数据和理论模型来解决。
伽玛射线暴的特征与机制分析
伽玛射线暴的特征与机制分析伽玛射线暴（Gamma-ray bursts，缩写为GRB）是宇宙中最强烈的爆发事件之一。
它们以极高的能量释放出强烈的伽玛射线，并且在其他波长上也有明显的辐射。
过去几十年来，科学家通过观测和研究逐渐揭示了伽玛射线暴的一些特征和可能的机制。
首先，让我们来了解一下伽玛射线暴的特征。
伽玛射线暴通常持续时间很短，从几毫秒到几千秒不等，强度也非常强大。
这使得它们成为天文学中最具挑战性的研究对象之一。
此外，伽玛射线暴还具有高能辐射的特点，伽玛射线的能量可以达到很高，甚至超过了宇宙中其他电磁波的能量。
这使得伽玛射线对宇宙物理和高能物理的研究具有重要意义。
关于伽玛射线暴的机制，科学家们提出了几种可能的解释。
其中一种是“超新星爆发模型”，认为伽玛射线暴是恒星死亡的结果。
当恒星质量超过一个临界值时，它会发生超新星爆发，并释放出巨大的能量。
这种能量释放会在恒星核心塌缩时产生伽玛射线暴。
然而，这一模型并不能解释伽玛射线暴的所有特征，因此科学家们还需要进一步的研究来完善这个理论。
另一种可能的解释是“双星合并模型”。
这个模型认为，伽玛射线暴是由两颗中子星或黑洞合并引起的。
当两个紧密相连的天体合并时，它们会释放出大量的能量，产生伽玛射线暴。
这个模型解释了一些伽玛射线暴的特征，但仍有一些问题需要进一步探索和解答。
此外，还有一种相对较新的理论是“磁体重力坍缩模型”。
这个模型认为，伽玛射线暴是由一个非常大质量的恒星或天体在极端条件下坍缩形成的。
在这个过程中，磁场和引力相互作用，释放出强大的能量，产生伽玛射线暴。
这个模型解释了伽玛射线暴持续时间短暂的特征，并且与观测结果相符合，但仍需要更多的观测数据和理论支持。
尽管我们已经有了一些关于伽玛射线暴的认识，但这个领域仍然存在许多谜团等待我们去解开。
我们需要更多的观测数据来验证和完善不同的理论模型，以更好地理解伽玛射线暴的形成机制。
同时，我们也希望新的观测设备和技术的发展能够为我们揭示更多关于伽玛射线暴的秘密。
使人变异的伽马射线到底是什么？
使人变异的伽马射线到底是什么？科幻电影中时常会提到一个东西——伽马射线。
所谓富人靠装备穷人靠变异，像著名的超级英雄绿巨人就是因为伽马射线辐射发生的变异，其相关电影复仇者联盟中也有提及关于宇宙起源宇宙原石就是所爆发出来的超强射线就是伽马辐射。
那么伽马射线到底是什么？伽马射线暴又称伽玛暴，是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强，随后又迅速减弱的现象。
这个射线暴是在1967年发现的，当时人们对其本质还了解的不够清楚，但基本可以确定是恒星级别的天体发生爆发的过程，是目前天文学中最活跃的领域之一。
伽马射线爆伽马射线暴是宇宙中发生的最剧烈的爆炸，其实也就是巨大恒星在耗尽燃料临近死亡时坍缩所发生的爆炸，又或者是两颗临近的致密星体（也就是大质量恒星死亡后形成的星体，中子星或者黑洞）合并产生而成。
其时常短则千分之一秒，长则数小时，会在短时间内释放出巨大的能量，几分钟即可释放出太阳万亿年太阳光的总和。
再打个更容易理解且直观的比方，人类闻之色变的原子弹，以最著名的广岛长崎原子弹来说：按照全球70亿人口来算，每个人身上约有3.72X10^13个细胞，将70亿人身上的每一个细胞换算成八亿六千一百万枚广岛原子弹，加在一起一块爆炸，才抵得上伽玛射线暴一秒所爆发出的能量。
伽马射线爆也许人们会觉得再怎么厉害又怎样呢，与地球无关也无法波及到地球上，并没有很大的联系和所谓。
但其实伽马射线暴存在于宇宙中，是能对银河系造成影响的。
伽马射线暴不但能杀死宇宙中的生命，并且有周期性的爆发规律，其中强大的射线爆发不仅能导致行星失去大气层，还能破坏DNA的结构。
科学家发现，地球曾在过去5亿年左右袭击过地球，导致大量生命灭绝。
或许这能够解释我们为什么至今没有发现过其他的宇宙生命，也许正是伽马射线爆的洗礼使得绝大多数的文明都荡然无存，地球成了孤独且顽强的存在。
伽马射线爆我们人类曾经观测到多许多次的伽马射线暴，虽说这些射线暴不曾对我们造成过毁灭性的打击，但其威力皆不容小觑，越远的伽马射线爆证明其爆发的时间距离宇宙起源时间越近。
伽马射线暴的原理
伽马射线暴的原理哎呀，说起伽马射线暴，这玩意儿可真是个让人头疼的玩意儿。
你可能会想，这跟我有啥关系？别急，听我慢慢道来。
首先，咱们得知道，伽马射线暴，这名字听起来挺高大上的，实际上就是宇宙中的一种现象。
想象一下，有一天，你在公园里悠闲地散步，突然，天空中出现了一道亮瞎眼的闪光，然后，你还没来得及反应，这道光就消失了。
这，就是伽马射线暴的一个小缩影。
但是，这闪光可不是公园里的烟花，它可是来自宇宙深处的。
想象一下，如果把宇宙比作一个巨大的黑暗森林，那么伽马射线暴就像是突然亮起的一束光，照亮了一小块区域。
这束光，就是伽马射线，它的能量超级大，比我们平常见到的光要强得多。
那么，这伽马射线暴是怎么产生的呢？科学家们研究了老半天，最后得出的结论是，这玩意儿可能跟恒星的死亡有关。
想象一下，一颗恒星，它活了几十亿年，终于有一天，它累了，想要休息了。
于是，它开始坍缩，变成了一个黑洞或者中子星。
在这个过程中，它释放出了大量的能量，这些能量以伽马射线的形式，向四面八方扩散开来。
这个过程就像是，你把一个气球吹得大大的，然后突然放手，气球就会“砰”的一声爆炸。
恒星的死亡，就像是宇宙中的气球爆炸，只不过这个爆炸的能量，远远超过了我们能想象的范围。
但是，伽马射线暴的发现，对我们来说，其实是一件挺幸运的事情。
因为，它让我们有机会一窥宇宙的奥秘。
想象一下，如果我们能够捕捉到伽马射线暴的信号，那么我们就可以研究它，了解宇宙的更多秘密。
所以，虽然伽马射线暴听起来很可怕，但它其实是一种美丽的现象。
它就像是宇宙中的烟花，虽然短暂，但却留下了深刻的印象。
最后，回到我们的主题，伽马射线暴的原理，其实就是恒星死亡的一种方式。
它告诉我们，宇宙中的一切，都有始有终。
就像我们的人生，有起有落，有生有死。
但无论怎样，我们都可以在其中找到美丽和意义。
好了，关于伽马射线暴的这点事儿，就聊到这里。
希望下次你抬头看星空的时候，能想起今天聊的这些，也许，你还会看到那一束来自宇宙深处的光。
伽马射线（γ射线）
伽马射线（γ射线）γ射线，又称γ粒子流，是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，是波长短于0.01埃的电磁波。
γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探索或流水线的自动控制。
γ射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。
γ射线首先由法国科学家P.V.维拉德发现，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。
研究历程：首次观测在20世纪70年代首次被人类观测到的。
美国军方发射薇拉（Vela）人造卫星用于探测“核闪光”（nukeflash）（未经授权的原子弹爆破的证据）,但是薇拉没有识别出核闪光，而是发现了来自太空的强烈射线爆发。
这一发现最初在五角大楼引起了一阵惶恐：是苏联在太空中测试一种新的核武器吗？稍后这些辐射被判定为均匀地来自空中的各个方向，意味着它们事实上来自银河系之外。
但如果来自银河系外，它们肯定释放着真正的天文学数量的能量，足以点亮整个可见的宇宙。
起源理论关于γ射线爆发的起源有一种理论——它们是具有无穷能量的“巨超新星”（hypernova），在觉醒时留下巨大的黑洞。
看起来γ射线爆发似乎是排成队列的巨型黑洞。
太空产生在太空中产生的伽马射线是由恒星核心的核聚变产生的，因为无法穿透地球大气层，因此无法到达地球的低层大气层，只能在太空中被探测到。
太空中的伽玛射线是在1967年由一颗名为“维拉斯”的人造卫星首次观测到。
从20世纪70年代初由不同人造卫星所探测到的伽玛射线图片，提供了关于几百颗此前并未发现到的恒星及可能的黑洞。
于90年代发射的人造卫星（包括康普顿伽玛射线观测台），提供了关于超新星、年轻星团、类星体等不同的天文信息。
人工制造2011年9月，英国斯特拉斯克莱德大学领导的一个科研小组日前制造出一束地球上最明亮的伽马射线——比太阳亮1万亿倍。
这将开启医学研究的新纪元。
物理学家们发现超短激光脉冲可以和电离气体发生反应，并产生一束极其强大的激光，它甚至可以穿透20厘米厚度的铅板，要用1.5米厚的混凝土墙才能彻底屏蔽它。
伽马射线暴—搜狗百科
伽马射线暴—搜狗百科伽马射线暴伽马射线暴是1967年美国Vela卫星在核爆炸监测过程中由克莱贝萨德尔(Klebesadel)等人无意中发现的。
20世纪60年代，美国发射了船帆座卫星，上面安装有监测伽玛射线的仪器，用于监视苏联和中国进行核试验时产生的大量伽玛射线。
1967年这颗卫星发现了来自宇宙空间的伽玛射线突然增强，随即又快速减弱的现象，伽马射线暴这种现象是随机发生的，大约每天发生一到两次，强度可以超过全天伽玛射线的总和，并且来源不是在地球上，而是宇宙空间。
由于保密的原因，关于伽玛射线暴的首批观测资料直到1973年才发表[4]，并很快得到了苏联Konus卫星的证实。
伽马射线暴冷战时期，美国发射了一系列的军事卫星来监测全球的核爆炸试验，在这些卫星上安装有伽马射线探测器，用于监视核爆炸所产生的大量的高能射线。
侦察卫星在1967年发现了来自浩瀚宇宙空间的伽马射线在短时间内突然增强的现象，人们称之为“伽马射线暴”。
由于军事保密等因素，这个发现直到1973年才公布出来。
这是一种让天文学家感到困惑的现象：一些伽马射线源会突然出现几秒钟，然后消失。
这种爆发释放能量的功率非常高。
一次伽马射线暴的“亮度”相当于全天所有伽马射线源“亮度”的总和。
随后，不断有高能天文卫星对伽马射线暴进行监视，差不多每天都能观测到一两次的伽马射线暴。
由于伽玛暴的持续时间非常短暂，而且方向不好确定，起初对伽玛暴的研究进展十分缓慢，连距离这样的基本物理量都难以测定，1980年，基于Ginga卫星的观测结果，许多人相信伽玛射线暴是发生银河系中的一种现象，成因与中子星有关，并围绕中子星建立起数百个模型。
20世纪80年代中期，美籍波兰裔天文学家玻丹·帕琴斯基提出，伽玛射线暴发生在银河系外，是位于宇宙学距离上的遥远天体，然而这种观点并没有得到普遍认可。
1991年美国发射了康普顿伽玛射线天文台（CGRO），这颗卫星的八个角上安装了八台同样的仪器BASTE，能够定出伽玛射线暴的方向，精度大约为几度，几年时间里，对3000余个伽玛暴的系统巡天发现，伽玛射线暴在天空中的分布是各向同性的，支持了伽玛射线暴是发生在遥远的宇宙学尺度上的观点，并且引发了帕钦斯基与另一位持相反观点的科学家拉姆的大辩论。
γ射线爆形成原因的猜测
γ射线爆形成原因的猜测摘要：本文在对γ射线爆观测特点进行分析的基础上，提出了有关其形成的猜想，并针对其爆发时伴随的特点进行了试探性的解释，但介于对该方面了解还不深，可能难以达到知识全正确的要求。
关键词：γ射线爆，中子星，黑洞，γ射线的红移，吸积，塌缩，喷流，奇异星。
引言：γ射线爆从发现至今已经经过了30多年的研究，但其中的许多物理问题还没有得到解决，人们对这些源的爆发机制，本质等的了解还相当的不成熟，某些γ射线爆竟然会爆发出与太阳静止能量相当的能量，如此巨大的能量是如何在几秒到几十秒的时间中爆发出来，不得不说，这个问题仍是当今物理学家面对的重大挑战。
首先来看能量的产生，在人们所认识的能量产生过程中，轻核聚变和重核裂变是产生能量的最大方式，该变化满足质能方程，也应该是在原子核量级客观世界存在的最大放能方法。
所以要想在那么短的时间内爆发出那么巨大的能量，肯定也要触及到原子结构，但又不会是全部质量在同一时间爆发，而且在致密星体中，由引力释放能量的效率要远高于核能，纵观宇宙中的各种星体，结构非常特殊且为致密星体的就要说是中子星了，铁核塌缩成中子星，所释放的主要是引力能，这些引力能是超新星爆发及其形成中子星的所有能量源泉，中子星是一种紧密压缩质量极大的星体，在其中，质子和电子被压缩到一起形成中子而且紧密地结合在一起，我们再来看一下能量的大小，铁核塌缩成质量为M，半径为10km的中子星所释放的引力能经过计算大约为10的53次方erg。
而按照各向同性γ射线爆估算出的光子的辐射能量为10的51~52次方，大的能达到54次方，中子星形成是隐藏在其中的能量与爆发所放出的能量大致相同，所以我推断该爆发会与中子星有关，而且放出的能量正是当时储存在其中的引力能.如何能让如此巨大的结合能释放出来，无外忽速度，碰撞或者更为强大的引力。
2005年观测到的黑洞吞噬中子形的现象正好可以用来解释，据从事该项研究的科学家们表示，他们所观察到的伽马射线爆发在距离地球约三十亿光年的椭圆星系中，爆发总共持续了约二秒钟。
12第十二讲--伽玛射线暴讲解
6
t / s10-15
10-16
F
10-17
10-18 100 101 102 103 104 105 106
六、观测对理论的检验——以余辉为例
火球初 始条件
暴周环境
Meszaros, ARAA40（2002）137
激波 物理
动力学 演化
电子能 谱分布
磁场
辐射机制
等时面 效应
谱 和 光变曲线
观测
观测者系的时间缩短效应
下游 激波化物质
上游未激波化物质
激波
激波（冲击波）的演化
五、辐射机制：
天体为什么发光？怎样发光？ 或者说我们怎样从理论上把光谱造出来！
参考：Rybicki & Lightman 《radiative peocesses in astrophysics》, 尤俊汉《天体物理中的辐射机制》，杨丕博《天体辐射理论引论》
当g h ni～mec2，得h n ～ g2 h ni ，可以看到， 电子几乎将其全部能量转移给了出射光子。这 也可以理解为是电子在辐射场中的辐射，即为 逆compton辐射。
六、观测对理论的检验——以余辉为例
F
radio
X-ray
10-23
10-24
10-25
10-26
10-27
10-28
10-29
104
105
106
107
t/s
三、火球模型
火球的 初始性 质
真空环境下火球的膨胀和加速
能量不同，质量不同，速度不同的重子壳层发生 膨胀。每个壳层都具有极端相对论性速度。相互 之间的相对速度也具有轻度相对论性。
壳层之间的碰撞形成在壳层中传播的激波，激波 加速粒子，放大磁场，导致同步辐射。即为伽玛 暴瞬时辐射。
第十二讲伽玛射线暴
Fe II
Fe II Mg II Mg II I
谱线的红移
红移的大小决定于辐射源相对于地球的退行速度，退 行是因为宇宙在膨胀
根据Hubble定律，退行速度与距离一一对应 广义相对论标准宇宙学计算结果
光谱具有分段幂律形式，非热谱，说明辐射源物质及辐射 本身没有达到热平衡。
辐射源应该是光学薄的。
辐射机制可能是电子的同步辐射或同步自Compton辐射。
结果说明：
发出伽玛射线光子的辐射源具有极端 相对论性的运动。
伽玛暴是恒星级的天文现象。
伽玛暴是恒星级的天文现象。
Msunc2=2*1054erg
GMsun2/Rsun=4*1058erg
通过核反应释放能量产生伽玛暴是不可行的！ 只能是恒星级天体引 Nhomakorabea能的释放。
F
radio
X-ray
10-23
10-24
10-25
10-26
10-27
10-28
10-29
10-30
-9
-6
-3
0
3
/ KeV
optical
F
10-10
10-11
10-10 10-11
F
10-12 10-13 10-14
10-12 10-13
10-15 100 101 102 103 104 105 106
t/s
10-14
10-13
10-15 100 101 102 1013 0-14104 105 106
6
t / s10-15
10-16
F
10-17
10-18 100 101 102 103 104 105 106
伽马线暴
伽玛射线γ射线与物质的相互作用γ射线与物质的相互作用机制属于全或无相互作用，不同于α、β射线的多次小相互作用，γ射线穿透物质后强度减小但能力几乎不降低，α、β射线穿透物质后强度减小，能量也降低。
γ射线具有极强的穿透本领。
人体受到γ射线照射时，γ射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成份，一旦它们遭到破坏，就会导致人体内的正常化学过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡。
(1)光电效应γ光子与介质的原子相互作用时，整个光子被原子吸收，其所有能量传递给原子中的一个电子（多发生于内层电子）。
该电子获得能量后就离开原子而被发射出来，称为光电子。
光电子的能量等于入射γ光子的能量减去电子的结合能。
光电子与普通电子一样，能继续与介质产生激发、电离等作用。
由于电子壳层出现空位，外层电子补空位并发射特征X射线。
(2)康普顿效应1923年美国物理学家康普顿(pton)发现X光与电子散射时波长会发生移动，称为康普顿效应。
γ光子与原子外层电子（可视为自由电子）发生弹性碰撞，γ光子只将部分能量传递给原子中外层电子，使该电子脱离核的束缚从原子中射出。
光子本身改变运动方向。
被发射出的电子称康普顿电子，能继续与介质发生相互相互作用。
散射光子与入射光子的方向间夹角称为散射角，一般记为θ。
反冲电子反冲方向与入射光子的方向间夹角称为反冲角，一般记为φ。
当散射角θ=0°，散射光子的能量为最大值，这时反冲电子的能量为0，光子能量没有损失；当散射角θ=180°时，入射光子和电子对头碰撞，沿相反方向散射回来，而反冲电子沿入射光子方向飞出，这种情况称反散射，此时散射光子的能量最小。
(3)电子对效应能量大于1.02MeV的γ光子从原子核旁经过时，在原子核的库仑场作用下，γ光子转变成一个电子和一个正电子。
光子的能量一部分转变成正负电子的静止能量(1.02MeV)，其余就作为它们的动能。
伽马射线暴
• 伽马射线暴可以分为两种：一种是明亮伽马射线暴，是 所观测到的宇宙中强度最大、最为明亮的爆炸，能够产 生大量的可见光，远在数十亿光年外的地球上的望远镜 能够轻易地观测到。另外一种是黑暗伽马射线暴，包含 大量的伽马射线和X射线，但却几乎没有可见光。
• 伽玛射线暴 （Gamma Ray Burst, 缩写 GRB），又称 伽玛暴，是来 自天空中某一 方向的伽玛射 线强度在短时 间内突然增强， 随后又迅速减 弱的现象，持 续时间在0.11000秒，辐射 主要集中在 0.1-100 联系在 一起的。超大质量 恒星迅速老化、爆 炸，散发出的星际 尘埃快速充斥于星 云之中，超大质量 爆炸产生的新物质 也被喷发进星云之 中，星云密度变得 很大，孕育新的恒 星诞生。在充斥着 星际尘埃的星系， 大量的恒星生死轮 回正在发生着。由 于恒星形成于星际 尘埃区域，可推测 包裹黑暗伽马射线 暴的尘埃团可能是 孕育恒星的诞生之
伽马射线暴威力有多大？
伽马射线暴威⼒有多⼤？
⾸先给出答案，伽马射线暴的威⼒⼤到⽆法⽤具体的数值表⽰，在宇宙中，它的威⼒仅次于宇宙⼤爆炸。
⼀、惊⼈的伽马射线暴。
如果普通的光线照射到脸上，我们感觉像⽻⽑⼀样，那么伽马射线照射到脸上，就像⼦弹射击。
伽马射线是⼀种电磁辐射的射线，主要来源于原⼦的衰变裂解。
⼀个伽马射线粒⼦的能量是普通可见光粒⼦的10亿倍。
伽马射线照射到细胞上，可以让细胞分裂；照射到DNA，可以让DNA粉碎或者改变DNA分⼦的结构。
伽马射线暴10秒内产⽣的能量相当于太阳150亿年所发出的能量之和。
这就是伽马射线暴的惊⼈威⼒。
⼆、伽马射线暴～意外的发现。
其实伽马射线早在⼀个世纪前就被发现了。
但是伽马射线暴确⼀直到上个世纪60年代才被意外的发现。
1962年美国和苏联签署了《全⾯停⽌核爆条约》，美国为了监测苏联是否履⾏条约，发射了数颗带有伽马射线监测器的卫星。
（核爆会产⽣⼤量伽马射线）美国确实监测到了伽马射线，但是伽马射线不是来⾃地球，⽽是来⾃外太空。
科学家通过不断的监测和建⽴模型，推测出了伽马射线暴的存在。
三、伽马射线暴每天都在发⽣。
⽬前通过卫星的监测，伽马射线暴基本上每天都会发⽣1到2起。
那么伽马射线暴是如何产⽣的呢？科学家研究发现，理论上是由巨⼤恒星在燃料耗尽时塌缩爆炸或者两颗致密的星体（中⼦星）合并⽽产⽣的。
伽马射线暴如此⾼的能量对周围星体⽣命是巨⼤的威胁，包括地球上的⽣命体！。
伽马射线暴
伽马射线暴伽马射线暴伽玛射线暴（Gamma Ray Burst, 缩写GRB），又称伽玛暴，是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强，随后又迅速减弱的现象，持续时间在0.1-1000秒，辐射主要集中在0.1-100 MeV的能段。
伽玛暴发现于1967年，数十年来，人们对其本质了解得还不很清楚，但基本可以确定是发生在宇宙学尺度上的恒星级天体中的爆发过程。
伽玛暴是目前天文学中最活跃的研究领域之一，曾在1997年和1999年两度被美国《科学》杂志评为年度十大科技进展之列。
目录基本简介伽马射线暴简称为“伽马暴”，是宇宙中伽马射线突然增强的一种现象。
伽马射线是波长小于0.1纳米的电磁波，是比X射线能量还高的一种辐射，伽马射线暴的能量非常高，所释放的能量甚至可以和宇宙大爆炸相提并论，但是持续时间很短，长的一般为几十秒，短的只有十分之几秒，而且它的亮度变化也是复杂而且无规律的。
伽马射线暴（GRBs）可以分为两种截然不同的类型，长久以来，天文学家们一直怀疑它们是由两种不同的原因产生的。
更常见的长伽马暴（持续2秒到几分钟不等）差不多已经被解释清楚了。
在目前的图景中，它们是在一颗高温、超大质量的沃夫—瑞叶星（Wolf-Rayet star）坍缩形成黑洞时产生的。
虽然短伽马射线暴一瞬即逝，但现在”雨燕“每年可以捕捉到10次短伽马射线暴，为我们的研究提供了非常宝贵的资料来源。
我们现在的研究认为，短伽马射线暴可能来源于一个双星体系的两颗恒星的合并以及一个黑洞的同时产生。
伽马射线暴的能源机制至今依然远未解决，这也是伽马射线暴研究的核心问题。
随着技术的进步，人类对宇宙的认识也将更加深入，很多现在看来还是个谜的问题也许未来就会被解决，探索宇宙的奥秘不但是人类追求科学进步的必要，这些谜团的解开也终将会使人类自身受益。
产生原因天文学家的以前说法：可能是由于这种伽马射线暴距离太远，无法在视觉波长范围内观测。
最新一项研究揭示了其中的奥秘，星际尘埃吸收了几乎全部的可见光，但能量更高的伽马射线和X射线却能穿透星际尘埃，被地球上的望远镜捕捉到。
人类迎来有史以来最强大的伽马射线爆！可能有助于揭示黑洞是如何诞生的
人类迎来有史以来最强大的伽马射线爆！可能有助于揭示黑洞是如何诞生的花小蜜太阳系科普精灵10月18日，目睹美国科学家这种轻描淡写的修辞，有点不寒而栗，毕竟，伽马射线暴可是我们星球第一次生命大灭绝的起因啊……SPACE史上最大伽马射线暴真的来了很显然，当我面看见伽马射线暴的消息时，脑子里可能早就淡忘了拜登和普京搞出来的核威胁……事实上，当任何人知道了地球生命是为何经历了第一次大灭绝，就会立即紧张起来。
这个礼拜所有人都在关注上周照亮天空的创纪录伽马射线爆的源头。
早在今年10月9日，一束比天文学家所见过的更为强烈的射线从我们的星球飞过，暂时屏蔽了NASA几颗卫星上的探测器。
这束射线来自伽马射线爆发源，这是已知宇宙中发生的最具杀伤性能量的爆炸类型（除了大爆炸），还伴随着一些黑洞的诞生。
几个小时内，世界各地的几十架望远镜都指向爆炸源的方向，证实这确实是一个值得研究的地方。
该事件正式命名为GRB221009A事件，自此获得了BOAT（“有史以来最明亮的”）的昵称，天文学家希望它将有助于揭示这些灾难性现象背后令人难以置信的物理现象。
马里兰大学和乔治华盛顿大学的天文学家布伦丹·奥康纳告诉Space：“这是一个百年一遇的大事件，更可能是1000年一遇的唯一事件。
”“我们真的很敬畏这个事件，能够研究它，我们感到非常幸运。
”伽马射线爆并不罕见。
大约每天能侦测到附近的太空有那么一次，是从宇宙中的某个地方在我们的星球上短暂闪烁。
但据信，在整个宇宙中还会发生更多的事件。
一些伽马射线爆只亮了几秒钟，可能是由中子星碰撞引发的，中子星是大质量恒星超新星爆炸后留下的恒星尸体，这些恒星的核心已经耗尽了燃料。
其他恒星可能会持续几分钟，最有可能是由超新星爆炸产生的黑洞一下子吞食了其母恒星的太多物质，以至于不得不以极其强大的喷流的形式清除其中一些。
9日的伽马射线爆甚至在之前观察到的长时间发射的伽马辐射爆中也很突出，它的光子轰击了美国宇航局的各处卫星探测器约10分钟。
伽马射线武器，比核武器还厉害万倍的家伙
伽马射线武器，比核武器还厉害万倍的家伙我们一直认为，核武器原子弹或氢弹是无敌的武器了，但是，它和真正的能源射线武器相比，普通拿鞭炮和核弹比威猛。
20世纪60年代，美国发射了船帆座卫星，上面安装有监测伽玛射线的仪器，用于监视苏联和中国进行核试验时产生的大量伽玛射线，1967年这颗卫星发现了来自宇宙空间的伽玛射线突然增强，随即又快速减弱的现象，这种现象是随机发生的，大约每天发生一到两次，强度可以超过全天伽玛射线的总和，并且来源不是在地球上，而是宇宙空间。
由于保密的原因，关于伽玛射线暴的首批观测资料直到1973年才发表，并很快得到了苏联Konus卫星的证实。
科学家认为伽玛射线暴的成因，可能因为两个致密天体如中子星或黑洞的合并产生的，也有人认为它是在大质量恒星演化为黑洞的过程中产生的，它虽然能量巨大，但是，时间长短不一。
伽玛射线暴的持续时间一般在0.1秒到1000秒左右，以2秒为界，大致可以分为长暴和短暴两类，典型的持续时间分别为30秒和0.3秒。
1997年12月14日发生一次伽马射线暴，它距离地球远达120亿光年，所释放的能量比超新星爆发还要大几百倍，在50秒内所释放出伽马射线能量就相当于整个银河系200年的总辐射能量。
这次伽马射线暴持续时间在一两秒内，其亮度与除它以外的整个宇宙一样明亮。
本世纪初，美国军方实验室就将伽马射线武器列入重点研发的武器领域。
从武器的本质上来说，伽马射线弹属于核武器的一种，属于第四代核武器。
伽马射线武器工作原理是令某些放射性元素在极短的时间内迅速衰变，从而释放出大量的伽马射线，但又不引起核裂变或是核聚变。
它不会像核炸弹那样造成大量的放射性尘埃，但是所释放的伽马射线的杀伤力比常规炸弹高数千倍。
伽马射线的波长小于0.001纳米，由于这种波长非常短，频率高，因此具有非常大的能量，如果一个小型中子弹的杀伤范围只有两千米，那么同当量的伽马射线弹就会有100公里的杀伤范围。
这种高能量的γ射线对人体的破坏作用相当大，当人体受到γ射线的辐射剂量达到200－600雷姆时，人体造血器官如骨髓将遭到损坏，白血球严重地减少，内出血、头发脱落，在两个月内死亡的概率为0－80%；当辐射剂量为600－1000雷姆时，在两个月内死亡的概率为80－100%。
伽玛射线暴简介 产生的原因是什么
伽玛射线暴简介产生的原因是什么本文导读：伽马射线暴是宇宙中发生的最剧烈的爆炸，理论上是巨大恒星在燃料耗尽时塌缩爆炸或者两颗邻近的致密星体(黑洞或中子星)合并而产生的。
伽马射线暴短至千分之一秒，长则数小时，会在短时间内释放出巨大能量。
如果与太阳相比，它在几分钟内释放的能量相当于万亿年太阳光的总和，其发射的单个光子能量通常是典型太阳光的几十万倍。
产生原因恒星的诞生和老恒星的死亡是联系在一起的。
超大质量恒星迅速老化、爆炸，散发出的星际尘埃快速充斥于星云之中，超大质量爆炸产生的新物质也被喷发进星云之中，星云密度变得很大，孕育新的恒星诞生。
在充斥着星际尘埃的星系，大量的恒星生死轮回正在发生着。
由于恒星形成于星际尘埃区域，可推测包裹黑暗伽马射线暴的尘埃团可能是孕育恒星的诞生之地。
关于伽玛射线暴的成因，有人猜测它是两个致密天体如中子星或黑洞的合并产生的，也有观点认为它是在大质量恒星演化为黑洞的过程中产生的。
1998年发现伽玛暴GRB 980425与一个超新星SN Ib/Ic 1998bw相关联。
这是一个重要的发现，暗示伽玛暴的成因可能是大质量恒星的死亡。
2002年，一个英国的研究小组研究了由XMM-牛顿卫星对2001年12月的一次伽玛暴的长达270秒的X射线余辉的观测资料，发现了伽玛暴与超新星有关的证据，发表在2002年的《自然》杂志上。
进一步的研究揭示，普通的超新星爆发有可能在几周到几个月之内导致伽玛射线暴。
大质量恒星的死亡会产生伽玛暴这一观点已经得到普遍认同。
现象分类伽玛暴有两类，短暴(小于2秒)与长暴(大于2秒)。
长暴被普遍认为是“超新星的类似物”，标志着50至100倍于太阳的恒星的毁灭性爆发。
当这样一颗庞大的恒星爆炸时，它会留下一个黑洞，并将这一信息以伽玛射线的形式扫过宇宙。
内在的物理机制首先由加州大学的物理学家Stan Woosley博士提出并发展成形，而他的“坍缩星”模型被认为是解释长暴的主流理论。
伽玛射线暴爆发机制与能量来源分析
伽玛射线暴爆发机制与能量来源分析伽玛射线暴，是宇宙中最强大的爆炸事件之一，其释放出的能量可达到数十亿个太阳的能量总和。
然而，伽玛射线暴的爆发机制和能量来源一直以来都是科学家们关注的焦点。
本文将对伽玛射线暴的爆发机制和能量来源进行分析。
伽玛射线暴是在宇宙中发生的极端爆炸事件，释放出的射线主要包括伽玛射线、X射线和可见光等。
伽玛射线暴的能量来源可以分为两个方面，即引力坍缩和恒星大爆炸。
首先，引力坍缩是一种可能的伽玛射线暴爆发机制。
引力坍缩是指当一颗超大质量星体（如超新星）耗尽核燃料后，内部无法抵抗重力坍缩而发生引力塌陷。
在这个过程中，恒星的质量会不断向内聚集，形成极为紧密的中子星或黑洞。
当物质坍缩到一定程度时，会释放出强大的能量，这种能量的释放可能形成伽玛射线暴。
引力坍缩释放出的伽玛射线暴通常会持续较长时间，能量也较为强大。
其次，恒星大爆炸也可能是伽玛射线暴的能量来源之一。
在星系中，恒星的寿命不尽相同，有些恒星会耗尽核燃料后发生超新星爆炸。
超新星爆炸是恒星的一种巨大爆炸事件，它可以释放出巨大的能量。
当超新星爆炸释放出的能量超过一定阈值时，形成的伽玛射线暴可以被观测到。
恒星大爆炸释放出的伽玛射线暴通常持续时间较短，但强度也相对较高。
除了引力坍缩和恒星大爆炸，还有一种可能的伽玛射线暴能量来源是由于黑洞吸积盘的物质引起的。
黑洞吸积盘是由大量物质聚集在黑洞周围形成的，当物质进入黑洞吸积盘时，会释放出巨大能量，其中一部分能量可能以伽玛射线的形式释放出去。
此外，伽玛射线暴的爆发机制也与高能粒子相关。
伽玛射线暴爆发时，伴随着高能粒子的加速和碰撞过程，其中包括高能电子、质子和中子等。
这些高能粒子的运动会生成伽玛射线和其他类型的射线。
因此，高能粒子的产生和加速机制也是伽玛射线暴研究的重要课题。
总结起来，伽玛射线暴的爆发机制和能量来源是一个复杂而庞大的研究领域。
引力坍缩、恒星大爆炸和黑洞吸积盘的物质引起是伽玛射线暴的三种可能的能量来源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
伽马射线暴的原理解析
伽马射线暴是目前已知宇宙中最强的爆炸。
研究人员发现伽马射线暴高能辐射与磁流体湍流级联过程相关联。
此前的研究认为，大质量恒星塌缩或致密天体并合，有可能产生伽马射线暴。
“我们通过对费米卫星观测的伽马射线暴辐射能谱，进行了相关的统计研究。
在颤抖辐射这一新颖的辐射机制框架下，发现伽马射线暴高能辐射能谱的多样性，可以统一采用磁流体湍流级联过程来解释。
”天文台专家研究员说。
专家介绍，费米卫星观测的伽马射线暴能谱具有多样性，有的能谱较硬，有的能谱较软。
较软的能谱无法用通常的逆康普顿散射或同步自康普顿散射理论解释。
颤抖辐射是相对论电子在小尺度无序磁场中的辐射，辐射能谱由磁流体湍流能谱决定。
基于颤抖辐射理论模型，伽马射线暴的高能辐射能谱特性由磁流体湍流级联过程决定，偏软的能谱和磁流体正向级联过程相关，偏硬的能谱则和磁流体反向级联过程相关。
这样，伽马射线暴高能波段能谱的多样性可以通过磁流体湍流级联过程统一解释。
研究团队还对颤抖辐射这一新颖的理论模型开展了持续研究。
最新的研究结果采用费米卫星的观测数据，观测和理论相结合，进一步揭示小尺度和短时标的相关物理过程，在高能天体的辐射中起到重要作用。