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2021-02-01來自遙遠宇宙的煙火秀 神秘的伽瑪射線爆
614 期
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演講人：張祥光／清華大學天文所教授。記錄：謝育哲／本刊主編。
在光害較少的區域抬頭仰望夜空，我們總能看到黑夜中的點點繁星。平時星星們看似毫無變化，但這些距離地球十分遙遠的星體，可能不如我們所見的平靜。對天文學家來說，使用各種天文望遠鏡觀測星空時，常會看到許多我們平常難以見到的景象，例如在某個角落突然冒出一個從未見過的星光，像是超新星，或是某顆恆星的亮度出現變化等。
其中有一種天文奇景，它會瞬間出現又馬上消失，如同在宇宙釋放的煙火秀，短暫又璀璨，它就是伽瑪射線爆（gamma ray burst, GRB）。
宇宙的煙火秀：伽瑪射線爆
1960年代正逢冷戰的軍事競賽時期，各國相繼研發與測試核子武器。由於核武爆炸後會產生伽瑪射線（或稱γ射線），美國為了監視其他國家的核子武器試爆，發射了一系列的帆船座號（Vela）衛星進行監控。這些衛星也偵測到許多伽瑪射線，但這些伽瑪射線卻不是來自地面，而是從外太空中出現，因此天文學家便開始對其展開研究與調查。
第一篇關於伽瑪射線的研究於1973年發表，而到了1990年代初期，科學家提出了至少135種理論模型解釋伽瑪射線爆的發生原因，包含來自太陽系的塵埃、彗星核、銀河系內的星球及遙遠星系的爆炸事件等。到了1997年，天文學家第一次偵測到伽瑪射線爆GRB 970228在可見光、X射線及無線電等波段的餘暉。另外，伽瑪射線爆的可見光餘暉及其所在的星系光譜中有很大的紅位移（redshift），因此天文學家推論伽瑪射線爆來自遙遠的星系。
伽瑪射線爆的出現代表了什麼？
伽瑪射線爆可分為長伽瑪射線爆與短伽瑪射線爆。天文學家推測，前者為極大質量星球演化末期的超級超新星（hypernova）爆炸事件；而後者則是來自兩個緻密星體，例如兩個中子星或中子星與黑洞碰撞後形成黑洞的爆炸事件（kilonova），因此伽瑪射線爆可說是黑洞產生的來源之一。
由於伽瑪射線爆都發生在距離地球十分遙遠的地方，這也代表此現象發生在遙遠的過去。目前，天文學家觀測到最大紅位移的伽瑪射線爆大約是在大霹靂後6億3000萬年。……【更多內容請閱讀科學月刊第614期】