我国天宫二号所搭载的“天极”,为什么能探测伽玛射线的偏振?
伽玛暴——恒星的“生命之花”
伽马射线与我们所熟悉的可见光一样,也是电磁波的一种。电磁波按波长(即相邻两个波峰的距离)从长到短,可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽玛射线等等。因此,伽玛射线是波长最短、能量最高的电磁波,它的能量比可见光大几十万倍以上。
伽玛暴是伽马射线暴的简称,恒星在演化到最后的时候内部将发生剧烈的爆发,而这种爆发的过程中可能伴随着强烈的伽马射线的爆发。虽然这种强烈的伽马射线辐射持续时间长则不过几千秒,短则不足百分之一秒,然而其亮度却超过全宇宙其它天体的总和,辐射能量比太阳一生辐射的总能量还多得多,犹如恒星最后的“生命之花”,将一生的辉煌在一瞬间绽放。另外,当两个黑洞或者中子星最后并合在一起的时候,也会产生强烈的伽马射线的爆发,这种爆发的能量通常比我们一般所知道的超新星爆发它的总能量要高成千上万倍,也被称为是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体的爆发现象。
关于伽玛射线偏振的研究之所以进展缓慢,主要是因为伽马射线偏振的测量与一般的测量方法非常不同,除了需要测量光子到达的方向、能量和时间以外,还需要经过伽玛射线探测器中的多个作用过程才能够获取偏振的测量信息,这个在技术上的难度非常大。但是,偏振信息却是研究伽玛暴现象的重要参考信息,它对于理解伽玛暴的产生原因、产生环境的磁场和几何结构起着关键性作用。那么作为高灵敏度伽马射线暴偏振测量仪器——“天极”望远镜又有怎样的独特之处呢?
天极,捕捉宇宙中最美的瞬间
天极”探测器与普通的探测器或者望远镜不同,一般的望远镜会有一个镜头,镜头下面就是胶片或者CCD(电荷耦合器件),但是“天极”是由一个阵列的探测器***同组成,一***25个单元,每个单元内都有64个不同的探测器,所以“天极”是由总***1600个敏感元件组成的探测器,这样的组合就如同自然界中蜜蜂等昆虫的“复眼”一般,所以我们给“天极”起了一个小名叫“小蜜蜂”,“天极”望远镜就是利用这么多不同的“眼睛”来“观测”伽马射线的偏振现象的。