有史以來最強大的伽瑪射線暴大於銀河系總亮度照耀二百年

伽瑪射線暴是指天空中某一方向的伽瑪射線強度在短時間內暴增，是目前已知宇宙中最強大的爆炸，它們所發出的大部分能量，都屬於伽瑪射線，這種光的波長，比我們肉眼能看到的可見光要短得多，能量也強大非常多。

美國太空總署的一組望遠鏡，其中包含了雨燕（Swift）、費米（Fermi）望遠鏡等，稱為主大氣伽瑪射線切倫科夫成像儀（Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov）望遠鏡，在2019年1月，探測到了一個非常明亮且長久的伽瑪射線暴。這次被稱為GRB 190114C的物體發出的上千個光子，是迄今為止發現的最高能量，其中能量最高的光子達一兆電子伏特，是一般可見光能量的一兆倍，而過去發現的所有伽瑪射線暴中，單顆光子能量最高也不過九百四十億電子伏特，長久以來，科學家們一直試圖觀察超高能量的伽瑪射線暴，本次的觀測被視為高能天文物理學的里程碑。

先前的觀測顯示，要獲得如此巨大的能量，物質必須以99.999%的光速從坍縮的恆星中釋放出來，緊接著，這些物質被強迫穿過恆星周圍的氣體造成衝擊，然後才產生伽瑪射線暴。科學家表示，藉由哈伯太空望遠鏡的觀測，他們得知這個來源遠在五十億光年之外的一個明亮星系正中心，如果推算其原始爆發能量值，其間歷行五十秒的能量大於整個銀河系持續發光二百年的總能量。

既然伽瑪射線暴的時間短暫，天文學家如何看見的呢？伽瑪射線暴在進入地球大氣層時，會與周圍氣體交互作用，其現場會留下輻射「餘輝」，有的持續幾個星期，有的則持續幾個月甚至一年，根據波段及強度的不同而有所差異。過去幾十年來，天文學家對伽瑪射線暴的理解，大多是透過觀察「餘輝」所得到的結論。此外，地球大氣層可以幾乎完全吸收伽瑪射線，當強烈的伽瑪射線衝擊大氣層時，會產生切倫科夫輻射（Cherenkov radiation），從而在天空中產生藍色輝光，根據輝光強度可以逆推算光子能量，此現象的發生也與過往不相同，過去的能量大小可用同步輻射解釋，而1兆電子伏特則可能受到逆康普頓散射（Compton effect）的影響。

【圖：美國太空總署；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】