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我國天宮二號所搭載的“天極”,為什麽能探測伽瑪射線的偏振?

伽瑪暴——恒星的“生命之花”

伽馬射線與我們所熟悉的可見光壹樣,也是電磁波的壹種。電磁波按波長(即相鄰兩個波峰的距離)從長到短,可分為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽瑪射線等等。因此,伽瑪射線是波長最短、能量最高的電磁波,它的能量比可見光大幾十萬倍以上。

伽瑪暴是伽馬射線暴的簡稱,恒星在演化到最後的時候內部將發生劇烈的爆發,而這種爆發的過程中可能伴隨著強烈的伽馬射線的爆發。雖然這種強烈的伽馬射線輻射持續時間長則不過幾千秒,短則不足百分之壹秒,然而其亮度卻超過全宇宙其它天體的總和,輻射能量比太陽壹生輻射的總能量還多得多,猶如恒星最後的“生命之花”,將壹生的輝煌在壹瞬間綻放。另外,當兩個黑洞或者中子星最後並合在壹起的時候,也會產生強烈的伽馬射線的爆發,這種爆發的能量通常比我們壹般所知道的超新星爆發它的總能量要高成千上萬倍,也被稱為是宇宙大爆炸之後最劇烈的天體的爆發現象。

關於伽瑪射線偏振的研究之所以進展緩慢,主要是因為伽馬射線偏振的測量與壹般的測量方法非常不同,除了需要測量光子到達的方向、能量和時間以外,還需要經過伽瑪射線探測器中的多個作用過程才能夠獲取偏振的測量信息,這個在技術上的難度非常大。但是,偏振信息卻是研究伽瑪暴現象的重要參考信息,它對於理解伽瑪暴的產生原因、產生環境的磁場和幾何結構起著關鍵性作用。那麽作為高靈敏度伽馬射線暴偏振測量儀器——“天極”望遠鏡又有怎樣的獨特之處呢?

天極,捕捉宇宙中最美的瞬間

天極”探測器與普通的探測器或者望遠鏡不同,壹般的望遠鏡會有壹個鏡頭,鏡頭下面就是膠片或者CCD(電荷耦合器件),但是“天極”是由壹個陣列的探測器***同組成,壹***25個單元,每個單元內都有64個不同的探測器,所以“天極”是由總***1600個敏感元件組成的探測器,這樣的組合就如同自然界中蜜蜂等昆蟲的“復眼”壹般,所以我們給“天極”起了壹個小名叫“小蜜蜂”,“天極”望遠鏡就是利用這麽多不同的“眼睛”來“觀測”伽馬射線的偏振現象的。