伽马射线,究竟有多危险?
国际天文学家团队检测到一对伽马射线暴(下简称GRB)所带的能量超过过去所观察到的所有事件。GRB是我们所知的宇宙中最强爆炸,但是最新的观测表明,我们严重低估了他们的真实潜力。
Nature期刊发表的三篇新论文描述了两种新的伽马射线暴-GRB 190114C和GRB180729B。两个GRB都产生有记录以来能量最高的光子。这项史无前例的观察为科学家提供了新的对于神秘宇宙事件和背后机理的研究方向。
人们认为当大型恒星坍塌为黑洞成为超新星时触发GRB。所引发的爆炸生成一股强有力的浓缩喷气,向太空喷射出的物质其速度大约为光速的99.99%。这些被急剧加速的粒子通过磁场和辐射的复杂变化产生伽马射线。因此而产生的伽马射线继续在星际空间旅行,其中一些最终到达地球。当他们与我们的大气层相遇时,伽马射线触发粒子级联反应,因此产生的大气是我们熟知的切伦科夫光,可以通过特殊的望远镜观测到。
天文学家已研究GRB超过50年,但是仍然有许多内容等待去探索,包括伽马射线如何存在以及当物质以极快的速度从黑洞被喷射时所涉及的物理学,华威大学天文学教授以及nature最新论文之一的合作作者Andrew Levan讲到。新检测到的具有前所未有能量的GRB或许可以为科学家的研究提供帮助。
“这些新的发现将我们所观察到的伽马射线能量范围扩大并且揭示了一个新的我们从未看过的成分。”Levan在与天文在线的邮件中说到。“一个天文望远镜技术证明可以检测此类光线,这是令人十分激动的。最重要的是,他们提供了一种新的方式以理解自然中最极端条件的物理学。”
的确,如果没有超强的技术支撑,这些观察将是无法实现的。新发表论文中所描述的GRB能量是通过观察在我们的大气层产生的效果测量的。当伽马射线冲入我们的天空时,他们释放出大量的粒子,产生各种大气宇宙射线簇射。以相对论速度移动,这些簇射产生一个可测量的浅蓝色光芒,称为切伦科夫光,可以通过切伦科夫望远镜足够准确的检测。
这些望远镜是位于纳米比亚的高能量立体系统(HESS)和位于加那利群岛的MAGIC,他们都由Max Planck Society操作。卫星之前被用于观察切伦科夫光,但是此类设备不足以敏感的检测超高能量事件,因为他们会产生弱光。
第一个高能量事件GRB 180720B发生在2018年7月20日,由Max Planck协会,Deutsches Elektronen-Synchotron (DESY),ICRAR和一些其它组织的天文学家发表的论文进行了描述。第二个事件,GRB 190114C出现在2019年1月14日,由两篇新论文进行了介绍,都是由Max Planck 物理协会的Razmik Mirzoyan发表。全球超过300个科学家参与了这项研究。
“关于这些特殊爆炸的显著特征不在于他们共喷射出多少能量,而是这些可观察到的能量来源于光,”Levan解释道。“我们知道,光是由光子构成的,并且每一个光子都带有能量。我们通常测量每个电子伏特单位下的能量,也就是每个电子通过1伏特电压的能量。”
我们所看到环绕在周围的光通常含有1电子伏特的能量,但是来自于GRB 190114C的光子,通过MAGIC的测量发现携带了超过1TeV的能量,这是我们可以看到的光线所携带能量的1万亿倍,Levan解释说。通过望远镜,2013年测量到一个创纪录的GRB,其能量为940亿电子伏特,也就是0.094TeV。
“这有点像你名下有10分钱,而你旁边所站的人是比尔盖茨,”Levan讲到。“并不奇怪的是,如果一个光子拥有如此大的能量,他可以做一件非同寻常的事情——有点像你可以过上拥有1000亿的生活,这与只拥有10分钱相差太大了。因此,这强大的能量光线确实打开了我们对于宇宙的认知的另外一个角度的窗口。
由MAGIC收集的数据显示,来自GRB 190114C的能量介于2000亿和1万亿电子伏特之间,即0.2TeV和1Tev之间。这是目前所检测到的最强的GRB事件。通过望远镜的观察,此GRB距离地球大约40亿光年。先前的GRB 180720B是由HESS观察到的,其能量相对较弱,能量介于1000亿和4400亿电子伏特之间,即0.1TeV到0.44TeV,距离地球大约60亿光年。
“大多数关于GRB的观察所让我所惊讶的是,在经过数十年的努力之后我们才最终看到如此高能量的爆炸,”Levan讲到。除了这两个事件,另外一个大的GRB在去年夏天被观察到,但是具体细节还未被公开。“这意味着除了与其说是稀有,这类发射在伽马射线暴中其实是常见的。在此情况下,最让我们惊讶的是,我们等待了这么长时间才发现了如此大能量的光线,”Levan对天文在线讲到。
新发表的论文除了描述了新的GRB之外,还解释了这些高能量的光子,认为能够产生两种不同的过程,被称为逆康普顿散射。起初,急剧加速的粒子伴随着爆炸在强磁场中弹跳,导致同步加速辐射(地球上的同步加速器和其他粒子加速器也可以产生相同的辐射,但此后与之不同)。之后,在第二阶段,同步加速的光子撞击着生成他们的快速粒子,以增加他们的能量从而达到地球大气层的极端速率。
通过卫星几乎每天都会记录到GRB,但是从宇宙视角来说,他们实际上是非常稀有的——谢天谢地。将这些事件的能量以望远镜观察,一个“典型的爆炸在短时间内释放了太阳在其100亿生命中的全部能量,”ICRAR-科廷大学天文学家Gemma Anderson解释说。如果一个GRB在我们周边任何一个地方爆炸,他会直接面向地球,可能引起大规模的灭绝。
正如Levan向天文在线所说,这类事件曾在地球发生过。
“曾经有一次大规模灭绝事件通过地理可以了解到——奥陶纪灭绝——与我们所预测的一次伽马射线暴相契合”,Levan讲到。“如果一件事发生在非常靠近地球以至于影响到如今我们的生活,我们会有一些自相矛盾的现象。”
首先,臭氧层会被伽马射线损害,使得大量的紫外线到达表层,Levan讲到,相反,由于大气中的主要分子的破坏以及一氧化二氮的存在,紫外线将会被锁定,因此会阻挡阳光,引发冰河世纪。这个双重打击会使得大气层的效果变得非常糟糕。
“这与我们所看到的4400亿年前奥陶纪灭绝相吻合,尽管这并不只是唯一的解释,”Levan讲到。“然而,如果伽马射线暴对我们产生一定的影响,他必须距离我们足够的近,使得他径直朝着我们喷发。我们的观察预示着,伽马射线暴在银河系中其实是非常罕见的。”
此外,Levan还补充道:“我们并不期待着受到的影响比10亿年前严重得多——或许没有理由让这个理由不成立。”
大约每10亿年左右?我希望这是假的。
伽马射线,究竟有多危险?
“曾经有一次大规模灭绝事件通过地理可以了解到——奥陶纪灭绝——与我们所预测的一次伽马射线暴相契合”,Levan讲到。“如果一件事发生在非常靠近地球以至于影响到如今我们的生活,我们会有一些自相矛盾的现象。”首先,臭氧层会被伽马射线损害,使得大量的紫外...
伽马射线暴有多可怕
1. 伽马射线暴是宇宙中威力最强的大爆炸事件。如果一个排球大小的黑洞吞噬了一个排球大小的恒星,它就会产生剧烈无比的伽马射线暴。2. 太阳每秒钟大约能消耗四百万吨的氢,每秒钟释放的能量相当于910颗百万吨级氢弹。3. 一次伽马射线暴,其每秒钟产生的能量,都相当于几百万甚至几千万个太阳在释放能...
又一新发现!我国观测到最亮伽马射线暴,伽马射线有多恐怖?
伽马射线的能量非常大所以这种射线非常恐怖,所以当伽马射线照射到人类的时候也非常危险。伽马射线的能量究竟有多恐怖?你可以看到这种风景起源于柔和的伽马辐射,这是光的最高能量模式。他们呈现的余晖可以持续几个月甚至更长时间。一般来说,最典型的γ射线爆发可以在几ms到几分钟内释放出来。据估计...
伽马射线有多大的威力?
如1997年12月14日,在距离120亿光年外发现的一次伽马射线暴,仅50秒内所释放的能量就相当于银河系200年的辐射能量,可想而知伽马射线暴的能量有多强。伽马射线对地球的危害:伽马射线会燃烧大气层,天空变成绿色,大气层被分解,天空折射出两个太阳,地球正对着伽马暴的部分为冲击区,冲击区每一寸土地...
伽马射线对人体的危害距离是多少,有多大危害
4. 长时间或高剂量的伽马射线暴露可能导致生殖细胞损伤,影响生育能力。5. 尽管伽马射线在医疗和科研等领域有重要应用,如癌症治疗,但使用时需严格控制,确保人员安全。6. 工作环境中使用伽马射线设备时,通常应有专业人员进行管理,并定期对工作人员进行健康检查。7. 健康检查可能包括抽血检测放射性物质...
伽马射线对人体的危害有多大?如果被伽马射线辐射会怎样?
人体如果受到伽马射线的照射,会使人体和体内的细胞发生电离,造成人体内的蛋白质、核酸等主要成分。一旦这些物质被破坏,人体内的正常化学过程就会被打乱,严重的会导致细胞死亡。人体暴露的时间越长,辐射剂量越大,伤害就越大。人体受到辐射的次数越多,患癌症或遗传性疾病的风险就越大。伽马射线照射到...
令人闻风丧胆的伽马射线爆究竟是什么让人如此恐惧,不能不知。
然而,科学家发现宇宙中有一种现象一直威胁着地球上的生命,那就是,伽马射线爆。伽马射线爆爆发可以在瞬间释放出巨大的能量。伽马射线爆一般发生在远离地球的地方,但距离不能保证地球的安全,因为伽马射线风暴的威力太大,被称为仅次于宇宙大爆炸的爆炸。让我们以太阳为参照来看看伽马射线风暴有多残酷。将...
如果伽马射线击中地球后,会发生什么灾难?
它的危害性来说的话,人类是不愿意去研究对于我们身体伤害巨大的东西,国际上的联合国也不允许这样的科研行为出现。而且伽马射线危险性巨大,击穿地球和陨石击落地球两者有着很大的差别。三、地球或者直接变成尘埃。最后一点就是直接导致地球变成尘埃,如果伽马射线它的能量以及其光束的宽度足够,那么击穿地球...
伽马射线蕴含的能量有多可怕?
伽马射线是宇宙中最强的五种能量,也是宇宙中最高的能量。伽马射线爆发是宇宙中最强的能量,太空中的生命可能已经被杀死。据媒体报道,当一颗150倍太阳大小的恒星爆炸时,它将产生宇宙中最亮的光源,在几秒钟内释放出太阳十亿年释放的能量。这相当于释放出10到39吨的爆炸能量。这种爆炸产生一束高能辐射...
伽马射线的危害
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。
宁航复方: γ射线的威力主要表现在以下两个方面:一是γ射线的能量大.由于γ射线的波长非常短,频率高,因此具有非常大的能量.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...
元氏县17382765591: 伽马射线暴出来的威力有多巨大? ?
宁航复方: 但伽马射线暴所放出的能量却十分巨大,在若干秒钟时间内所放射出的伽马射线的能量相当于几百个太阳在其一生(100亿年)中所放出的总能量!在1997年12月14日发生的伽马射线暴,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
元氏县17382765591: 伽马射线暴有多厉害?如果地球被伽马射线暴击中会怎样? - ?
宁航复方: 伽马射线具有很强的穿透力,可以用来制作核爆弹或者原子弹.如果大量的伽马射线,暴击地球,很有可能会造成地球的毁灭,
元氏县17382765591: 伽马射线对身体的危害 - ?
宁航复方: 病情分析:,你好,这个是放射性射线,长期接触会对人体造成一定的危害的,,意见建议:,主要是造成血液系统的疾病,例如白血病,还有免疫系统疾病,造成免疫力下降,还有可能造成癌症等疾病,但是,这些都是与长期接触才有可能出现的,一般的检查,造成疾病的可能性较小.
元氏县17382765591: 伽马射线的危害 - ?
宁航复方: 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...
元氏县17382765591: 被伽马射线误照射,对人体有多大的伤害?求解答 - ?
宁航复方: 放射源发射出来的射线具有一定的能量,它可以破坏细胞组织,从而对人体造成伤害.当人受到大量射线照射时,可能会产生诸多如头昏乏力、食欲减退、恶心、呕吐等症状,严重时会导致机体损伤,甚至可能导致死亡;但当人只受到少量射线照射(例如来自天然本底辐射的照射)时,一般不会有不适症状发生,也不会伤害身体.
元氏县17382765591: r射线会对人体产生怎样的危害?怎样预防? - ?
宁航复方: 伽马射线广泛用于医疗和工业探伤,日常生活中是不会遇到有带伽马射线的物质的,不用刻意避免.过量的伽马射线能让人的基因产生突变,会杀死人体细胞,这种情况我们在日常当中是不会碰到的,大可以放心,你公司里用那东西只要是按操作来,绝对是有安全保证的,那东西都有屏蔽的,几乎不对外辐射,你不要太担心了,平时多注意下安全就可以了,用处很广泛的,没事的
元氏县17382765591: 伽马射线对人体有哪些损害 - ?
宁航复方: 伽马射线,或γ射线是原子衰变裂解时放出的射线之一.此种电磁波波长极短,穿透力很强,又携带高能量,容易造成生物体细胞内的DNA断裂进而引起细胞突变、造血功能缺失、癌症等疾病.但是它可以杀死细胞,因此也可以作杀死癌细胞,...
元氏县17382765591: 伽马射线对人体有多大伤害 - ?
宁航复方: 200-300米吧,那玩仪太厉害啦.听说照射10分钟左右就可让你失去生育能力.它是宇宙最强的射线了啊.我们也很害怕那比玩仪.可我们公司也用那比玩仪了啊 .悲惨啊.我还没有结婚 啊太渗的慌啦.你呢是不是也没有结婚啊.我以前在国企上班的时候那都是专人看管的.并且经常检查去,每次检查都要抽1000多升血.
元氏县17382765591: 伽马射线对人体的危害具体是怎样评定的? - ?
宁航复方: 首先伽马射线探伤的辐射还是相当大的,但根据你的情况分析接受剂量应该不大. 1、如图放射源不会是开放的,应该屏蔽,只能开口一个方向,只有对准人的时候才有照射;所以6个小时中照射人体时间很少. 2、40米衰减很大,按照距离平方衰减.我大体测算一下,如果探伤放射源50个居里,相当于2米内50个微居的样子,根据时间,这个照射很微弱,不必挂心. 3、如果人和放射源间有隔壁如水泥墙,衰减更多. 其实天然放射性到处存在,我们受到辐射是有的.