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来自“天蝎座”的射线

时间:2023-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:“天蝎座X-1”的亮度很微弱,通常用天文望远镜是难以观察到的,但是,它向外辐射的X射线却异常强大;很容易用仪器探测到。也就是说,“天蝎座X-1”产生的X射线强度要比太阳产生的X射线强度大十几亿~一百万亿倍。除了“天蝎座X-1”之外,宇宙间是否还存在其他的X射线源呢?

来自“天蝎座”的射线

谈到X射线,大家已不会陌生了。有关X射线的一些情况在前面我们已经谈了一些。接下来我们所要谈的X射线,不是产生于实验室,或者出自X光机,而是存在于宇宙间的X射线。这种X射线是30多年前,在一次实验时被意外发现的。

1962年,一位名叫罗斯的科学家把一台X射线探测器送到大气的上层,目的是想探测月球表面,由太阳光引起的X射线发射问题。在这次实验中,罗斯意外地得到了一个重要的收获。他发现位于太阳系以外的天蝎星座是一个X射线源,它能够辐射出极强的X射线。这是人们在宇宙发现的来自太阳系以外的第一个能够辐射X射线的星体,被叫做“天蝎座X-1”。这种X射线星体与其他一些恒星相比,有着很特殊的性质。它不是像太阳光那样以普通光子的形式,向外发光放热,而是以X射线的方式,向周围空间释放出巨大的能量。“天蝎座X-1”的亮度很微弱,通常用天文望远镜是难以观察到的,但是,它向外辐射的X射线却异常强大;很容易用仪器探测到。这一点与太阳相比有显著的差别。我们知道,太阳在发光发热的同时,也有X射线被辐射出来,但是,太阳辐射出的X射线仅占总的辐射的1%,又有厚厚的大气层作屏蔽,这些X射线对人类不会产生什么伤害。然而,“天蝎座X-1”情况就大不相同了,它所辐射的X射线的功率,比太阳发出的总功率还要大1000~10000倍。也就是说,“天蝎座X-1”产生的X射线强度要比太阳产生的X射线强度大十几亿~一百万亿倍。幸好这颗天体距离地球十分遥远,因此对我们人类不会构成危险。

除了“天蝎座X-1”之外,宇宙间是否还存在其他的X射线源呢?随着航空航天技术的飞速发展,人类已经把一颗颗探测卫星送入了太空,在几百千米到几千千米的高空,常年累月地巡查搜索。至今,科学家们已发现了几百个X射线源,其中有些X射线源发射X射线的区域是很小的,而有些X射线源是弥散在宇宙间的一个范围的,人们无法确定相应的星体是谁。

宇宙间X射线的发现,引起了科学家们极大的兴趣。这是因为人们通过对来自宇宙的X射线的研究,可以更加深入地探索宇宙的奥秘,并进一步了解这一类星体的性质。那么,X射线源是一类什么样的星体呢?它为什么能够辐射出如此巨大的能量呢?太阳是恒星,“天蝎座X-1”也是恒星,它们之间的区别是什么呢?太阳内部通过质子的聚变释放大量的光和热,这为人类生存创造了适宜的环境。那么,X射线源又是怎么一回事呢?对于这些问题的回答,科学家们目前尚无统一的认识。有的科学家认为X射线源位于银河系内,这是离太阳系最近的庞大星系辐射的X射线。X射线源是银河系中一些高密度的天体,它们凭借着强大的吸引力,将周围邻近星体中的物质吸收过来,这些物质在强引力场的作用下,获得了巨大的加速度,使得它们的温度可以高达10亿摄氏度以上。当这些物体与星体相互作用时,它们的运动速度急剧改变,于是便向外辐射出高能量的X射线。

另外,有些科学家推测,一些X射线源的核心部分,很可能是一个“黑洞”。所谓黑洞并不是黑乎乎的大深洞,而是一种特殊的天体。这种天体的密度异常的大,每立方厘米高达1017~1018克。这样高的密度究竟有多大呢?打个比方,喜马拉雅山是世界著名的大山,当我们将它装入到一个小小的火柴盒里,这时火柴盒的密度就可以达到黑洞的密度。因此,黑洞具有极其强大的吸引力,物体一旦被它吸引住,就好像掉进一个“无底洞”,永远也别想再跑出来,这种天体就连小小的光子也不放过。由于光子只能被它“吞噬”,发射不出来,人们自然无法看到它,为此科学家们赋予这种天体以“黑洞”的美称。

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