广袤无边的宇宙像是一个永远也无法解开的谜，变幻莫测的天文现象总让科学家折服和惊叹。

　　2005年，美国Swift卫星首次探测到来自银河系中心附近的短暂而强烈的辐射脉冲，可能是一个短伽马射线爆发，这类爆发被认为是两个古老的中子星快速碰撞产生的。

　　这一发现被美国《科学》杂志评为2005年十大科学进展之一。

　　“短爆发生在一个很老的星系里，而且是边缘地带，这个边缘区域往往是中子星存在的地方，这就为短伽马射线爆是由中子星碰撞产生的提供了证据。虽然不能绝对证明，但是这还是能让科学家信服。”中国科学院国家天文台陈学雷研究员说。

　　图中绿箭头所指的白斑，可能是两颗中子星相撞的地点

　　———一团迷光———被“误会”的伽马射线爆

　　上世纪70年代初，美国军方怀疑苏联秘密在太空实验核武器，就发射一颗卫星监测，结果意外地发现天空经常有很多闪光点，这绝对不可能是苏联做的那么多实验。

　　最后经过研究认为，这是宇宙间某个区域突然产生强烈的高频电磁波———伽马射线的现象，名叫伽马射线爆。天空中如果有伽马射线望远镜会看到突然的、持续时间很短的一段时间的闪光。

　　究竟是什么原因引起的呢？科学家们百思不得其解，有的认为是银河系内的爆炸，有的认为是银河系以外的爆炸。那时科学家提出了一百多种不同的模型，一时间，它成为当时比较热门的研究课题。

　　“由于伽马射线很亮，而且闪的时间很短，所以不容易确定闪的方向，另外伽马射线与一般可见光也不一样，它定位精度不高，所以，虽然大概可以确定它在某一个方向上，但如果用望远镜找具体位置就很难找到。”陈学雷研究员说。

　　后来通过X射线发现，这个爆炸发生在银河系以外，离我们非常远，这表明爆炸释放的能量非常大，因为这么远的距离还能看到闪光。

　　宇宙中到底是什么东西能产生这么大的能量？一个巨大的谜团深深困扰着科学家们。

　　———两种假设———

     假设一：中子星碰撞

　　“经过深入研究，有两种模型能比较容易解释伽马射线爆的现象，一种认为这是由中子星碰撞产生的。”陈学雷研究员介绍。

　　我们一般看到的恒星都是由原子构成，原子是由原子核与围绕着核旋转的电子组成，核很重，电子很轻，但由于电子围绕着核旋转，占的空间很大，所以恒星天体密度不大。

　　而中子星是完全由中子组成的天体，它的密度非常大，在已知天体中，除了黑洞之外就数它的密度最大。所以中子星虽然体积很小，一般半径只有几十公里，甚至更小些，但其质量和太阳差不多，有的比太阳还要重。一般大质量恒星演化到末端就能形成中子星。

　　伽马射线爆的形成可能是两个互相围绕对方旋转的中子星，最后撞到一起，按照这样计算，碰撞产生的能量和伽马射线爆所需要的能量相差不多。

　　假设二：恒星塌缩

　　“另外一种很流行的模型是，伽马射线爆是一些大质量的恒星在塌缩时候产生的。大质量的恒星在塌缩后会变成黑洞，在这个过程中可能会有一部分东西喷射出来，也能够产生伽马射线爆。”陈学雷研究员说。

　　但究竟是哪一种，科学家还无法确定。

　　———不同起源———

　　随后的研究发现，根据持续时间的不同，伽马射线爆分为两种。一种是长爆，能持续几秒到几分钟。还有一种是短爆，持续时间仅几分之一秒甚至更短的爆发。

　　科学家认为，短时和长时爆炸可能来自两个不同的灾难性起源。

　　“前些年，在一次长爆完了之后，人们立刻把望远镜移过去，看到它是发生在有大量新的恒星形成的地方，于是科学家推断，长爆可能是大质量恒星燃尽核塌缩导致星体爆发并产生黑洞的过程中产生的。”陈学雷研究员说，“因为大质量恒星寿命都很短，所以只有新的星系才会有大质量恒星的存在。而中子星是寿命很老的恒星，它们多存在古老的星系里边。”

　　后来的发现证实，很多长爆都是发生在新形成恒星的区域，于是长爆和恒星联系在了一起。可是短爆又该如何解释呢？因为速度太快无法仔细观察，短时爆炸的谜底显得更加扑朔。

　　很多人猜想，中子星碰撞与这种短爆有关系？

　　———最新证据———Swift卫星大显身手

　　在企盼了数十年之后，2005年5月9日美国东部时间午夜12点刚过，天文学者们相信首次观测到了两颗中子星激烈的碰撞。

　　美国宇航局的一颗人造卫星观测到了这次明显从遥远星系传来的激烈的能量爆发。这颗卫星名叫Swift，于2004年11月开始正式工作。

　　Swift卫星是现有卫星中最灵敏的一颗。它在发现爆发时能使主要传感器非常迅速地改变方向，并对准“捕捉”继续出现爆发的目标，因为爆发不仅伴随有伽马射线爆发，而且还伴随有所谓的余辉———较弱的X射线、无线电和可见光波段的辐射，这些辐射在爆发之后会延缓数小时之久。所以，Swift卫星可以获得大量关于神秘爆发的有用信息。

　　Swift卫星能每周记录到约两次爆发，并利用不同光谱段拍摄大量照片。此外，卫星还将利用电子邮件把带有辐射源坐标的“热点”通报发送到世界各国最大天文台。如果反应快速，地面上的天文学家就可以将望远镜对准“捕捉”到的爆发，这能更准确地测定地面距爆发源的距离，帮助科学家更好地了解这一现象的性质。

　　爆炸疑似中子星相撞

　　2005年5月9日，Swift卫星传来的能量爆发信息很快被传达给地面天文工作者，随后天文工作者展开了数小时紧张的分析研究工作。

　　若干小时之后，位于亚利桑那州基特峰，口径3.5米的WIYN望远镜，以及位于夏威夷莫纳克亚山，口径10米的凯克一号望远镜都在搜索区域内观测到了一个微弱的光斑，光斑位于一个距地球27亿光年的星系边缘。该星系本身是巨大的无定型星系，已经数十亿年没有恒星诞生。

　　NASA戈达德空间飞行中心的Swift卫星负责科学家NeilGehrels说，这类古老星系的边缘，正是天文学家期待看到中子星相撞的地方。超新星爆发将一对中子星从星系中抛到深空，经过几十亿年后，两颗中子星旋转着逐渐接近，可能相撞、融合成一个黑洞。

　　困惑人们30多年的伽马射线爆谜团日渐明朗。

　　———专家观点———

　　陈学雷（中国科学院国家天文台研究员）：

　　伽马射线爆本身有很多天文学上的意义。

　　在宇宙学中，研究中子星以及黑洞的形成是一个很重要的问题，从宇宙学的角度来说，我们希望能尽可能观测到宇宙的早期，可是这些区域都离我们很远，很难看到，但是伽马射线爆在短时间内能释放很大的能量，产生一个亮点，使我们基本能够看到它。如果能够搞清楚伽马射线爆形成的原因、机理，我们就可以把伽马射线爆当成探索早期宇宙的工具。

　　现在有一种想法是，利用伽马射线爆的亮度，可以推算宇宙的距离，又根据这些数据可以探讨宇宙的膨胀速度、暗能量的形成等。目前研究这些理论靠的是超新星，但伽马射线爆比超新星更亮，我们能看得更远。

　　另外，如果在宇宙的早期探索到伽马射线爆，就表明在那个时期就有中子星的存在，一个普通的恒星从一开始形成，到演化为中子星需要漫长的时间，这样可以帮助科学家了解宇宙最早的恒星是在什么时候形成的。

　　■新闻缘起

　　二○○五年五月，美国Swift卫星首次探测到来自银河系中心附近的短暂而强烈的辐射脉冲，可能是一个短伽马射线爆发，这类爆发被认为是两个古老的中子星快速碰撞产生的。这一发现入选了《科学》杂志评出的“二○○五年十大科技进展”。自一九九九年，关于伽马射线的研究已经四次入选“年度十大科技进展”，科学家们认为如果能够搞清楚伽马射线爆形成的原因、机理，就可以把伽马射线爆当成探索早期宇宙的工具。

(责任编辑：汪春)