研究曆史
20世紀60年代，美國發射了船帆座衛星，上面安裝有監測伽瑪射線的儀器，用于監視蘇聯和中國進行核試驗時産生的大量伽瑪射線。1967年這顆衛星發現了來自宇宙空間的伽瑪射線突然增強，随即又快速減弱的現象，這種現象是随機發生的，大約每天發生一到兩次，強度可以超過全天伽瑪射線的總和，并且來源不是在地球上，而是宇宙空間。由于保密的原因，關于伽瑪射線暴的首批觀測資料直到1973年才發表，并很快得到了蘇聯Konus衛星的證實。
由于伽瑪暴的持續時間非常短暫，而且方向不好确定，起初對伽瑪暴的研究進展十分緩慢，連距離這樣的基本物理量都難以測定，1980年，基于Ginga衛星的觀測結果，許多人相信伽瑪射線暴是發生銀河系中的一種現象，成因與中子星有關，并圍繞中子星建立起數百個模型。20世紀80年代中期，美籍波蘭裔天文學家玻丹·帕琴斯基提出，伽瑪射線暴發生在銀河系外，是位于宇宙學距離上的遙遠天體，然而這種觀點并沒有得到普遍認可。
1991年美國發射了康普頓伽瑪射線天文台（CGRO），這顆衛星的八個角上安裝了八台同樣的儀器BASTE，能夠定出伽瑪射線暴的方向，精度大約為幾度，幾年時間裡，對3000餘個伽瑪暴的系統巡天發現，伽瑪射線暴在天空中的分布是各向同性的，支持了伽瑪射線暴是發生在遙遠的宇宙學尺度上的觀點，并且引發了帕欽斯基與另一位持相反觀點的科學家拉姆的大辯論。
如果伽瑪射線暴确實位于宇宙學尺度上，那麼由它的亮度可以推斷，伽瑪暴必定具有非常巨大的能量，往往在幾秒時間裡釋放出的能量就相當于幾百個太陽一生中所釋放出的能量總和，是人們已知的宇宙中最猛烈的爆發，例如1997年12月14日發生的一次伽瑪暴，距地球120億光年，在爆發後一兩秒内，其亮度就與除它以外的整個宇宙一樣明亮，它在50秒内釋放出的能量相當于銀河系200年的總輻射能量，比超新星爆發還要大幾百倍。在它附近的幾百千米範圍内，再現了宇宙大爆炸後千分之一秒時的高溫高密情形。而1999年1月23日發生的一次伽瑪暴比這還要猛烈十倍。
1996年，意大利和荷蘭合作發射了BeppoSAX衛星，這顆衛星能夠準确地測定伽瑪射線暴的方位，定位精度約為50角秒，這就為地面上的望遠鏡在伽瑪暴未消逝之前尋找其光學對應體提供了強有力的支持。在它的幫助下，天文學家們率先發現了1997年2月28日爆發的一個伽瑪暴的光學對應體，稱為伽瑪暴的“光學餘輝”，後來又陸陸續續地發現了數個類似的餘輝，不僅有可見光波段的，也有射電波段，X射線波段，并且還證認出了伽瑪暴的宿主星系，對宿主星系紅移的觀測證實，伽瑪暴遠在銀河系以外，是宇宙學距離上的天體，餘輝的發現使人們能夠在伽瑪暴發生後數月甚至數年的時間裡對其進行持續觀測，大大推動了伽瑪暴的研究。
物理發現
伽馬射線暴是1967年美國Vela衛星在核爆炸監測過程中由克萊貝薩德爾(Klebesadel)等人無意中發現的。
恒星的誕生和老恒星的死亡是聯系在一起的。超大質量恒星迅速老化、爆炸，散發出的星際塵埃快速充斥于星雲之中，超大質量爆炸産生的新物質也被噴發進星雲之中，星雲密度變得很大，孕育新的恒星誕生。在充斥着星際塵埃的星系，大量的恒星生死輪回正在發生着。由于恒星形成于星際塵埃區域，可推測包裹黑暗伽馬射線暴的塵埃團可能是孕育恒星的誕生之地。
冷戰時期，美國發射了一系列的軍事衛星來監測全球的核爆炸試驗，在這些衛星上安裝有伽馬射線探測器，用于監視核爆炸所産生的大量的高能射線。偵察衛星在1967年發現了來自浩瀚宇宙空間的伽馬射線在短時間内突然增強的現象，人們稱之為“伽馬射線暴”。由于軍事保密等因素，這個發現直到1973年才公布出來。這是一種讓天文學家感到困惑的現象：一些伽馬射線源會突然出現幾秒鐘，然後消失。這種爆發釋放能量的功率非常高。一次伽馬射線暴的“亮度”相當于全天所有伽馬射線源“亮度”的總和。随後，不斷有高能天文衛星對伽馬射線暴進行監視，差不多每天都能觀測到一兩次的伽馬射線暴。至今人們已經觀測到了2000多個伽馬暴。
具體分類
伽瑪暴有兩類，短暴（小于2秒）與長暴（大于2秒）。
長暴被普遍認為是“超新星的類似物”，标志着50至100倍于太陽的恒星的毀滅性爆發。當這樣一顆龐大的恒星爆炸時，它會留下一個黑洞，并将這一信息以伽瑪射線的形式掃過宇宙。内在的物理機制首先由加州大學的物理學家StanWoosley博士提出并發展成形，而他的“坍縮星”模型被認為是解釋長暴的主流理論。
短暴更為讓人迷惑。它們的起落時間非常短，不會是超新星，而爆發的能量并不足以構成恒星的爆發。許多研究者認為，它們是由超緻密的中子星（可能也是中子星與黑洞）碰撞産生的。兩種情況都會産生另一個黑洞。然而陪審團仍舊缺席，而研讨會上的辯論必然是活躍的。
現象研究
伽馬射線暴，又稱伽瑪暴，是宇宙中威力Z大的射線，它一般由垂死超新星爆發時産生。伽馬射線是原子核能級躍遷退激時釋放出的射線，本質上是波長短于0.01埃的電磁波，有時黑洞在吃飽後也會順帶打個嗝抛出幾道伽馬射線暴來。人眼是看不到伽馬射線的，但是運轉在軌道上的衛星能。如果将肉眼可見光頻率調成全頻的話，你會在夜空中看到很多一閃一閃的點，這就是從遙遠的空間發射來的伽馬射線暴，隻不過因為太過遙遠對地球已經沒有太大的威脅。
伽馬射線暴（GRBs）可以分為兩種截然不同的類型，長久以來，天文學家們一直懷疑它們是由兩種不同的原因産生的。更常見的長伽馬暴（持續2秒到幾分鐘不等）差不多已經被解釋清楚了。在此圖景中，它們是在一顆高溫、超大質量的沃爾夫·拉葉星（Wolf-Rayet star）坍縮形成黑洞時産生的。雖然短伽馬射線暴一瞬即逝，自2011年在“雨燕望遠鏡”每年可以捕捉到10次短伽馬射線暴，為我們的研究提供了非常寶貴的資料來源。我們的研究認為，短伽馬射線暴可能來源于一個雙星體系的兩顆恒星的合并以及一個黑洞的同時産生。伽馬射線暴的能源機制至今依然遠未解決，這也是伽馬射線暴研究的核心問題。随着技術的進步，人類對宇宙的認識也将更加深入，很多現在看來還是個謎的問題也許未來就會被解決，探索宇宙的奧秘不但是人類追求科學進步的必要，這些謎團的解開也終将會使人類自身受益。
爆發曆史
一、星際塵埃吸收伽馬射線暴可見光，2009年6月8日，在美國天文學學會會議上美國加州大學伯克利分校丹尼爾－珀利(Daniel Perley)說：“我們相信已經揭開了黑暗伽馬射線暴的成因之謎。”他和同事們通過加州帕洛馬天文台直徑60英寸的望遠鏡發現“雨燕”探測衛星曾觀測的29個伽馬射線暴中14個是黑暗的，無法觀測到可見光波。他們進一步通過夏威夷凱克天文台的10米望遠鏡進行觀測，結果顯示它們并不是完全處于黑暗狀态。這14個黑暗伽馬射線暴中有3個透出微弱光線，像昏暗的餘晖，其餘的11個伽馬射線暴雖然處于黑暗狀态，但是研究小組發現了導緻伽馬射線暴産生的強烈爆炸所在的星系。這說明這些伽馬射線暴産生的星系距離地球不會超過129億光年，因為這已經接近了人類宇宙觀測的極限。而且如果距離超過129億光年，任何可探測的光波都會發生多普勒紅移。
幾次特别的伽馬射線暴
1997年12月14日發生一次伽馬射線暴，它距離地球遠達120億光年，所釋放的能量比超新星爆發還要大幾百倍，在50秒内所釋放出伽馬射線能量就相當于整個銀河系200年的總輻射能量。這次伽馬射線暴持續時間在一兩秒内，其亮度與除它以外的整個宇宙一樣明亮。
1999年1月23日發生的伽馬射線暴比這次更加猛烈，它所放出的能量是1997年那次的十倍，這也是人類迄今為止已知的最強大的伽馬射線暴。
在2009年4月23日，天文學家曾觀測到迄今最遙遠的伽馬射線暴，它距離地球131億光年，也是人類觀測到的最遙遠天體，導緻該伽馬射線暴發生的強烈爆炸發生在宇宙起源後不到7億年時。研究小組評估稱，黑暗伽馬射線暴在宇宙早期階段所有伽馬射線暴中隻占0.2%到0.7%，這也說明宇宙起源早期并沒有發生非常多的恒星形成現象。
2004年，地球曾遭遇巨型“耀斑”襲擊，一次來自宇宙深處的高能伽馬射線暴轟擊了地球大氣。那一次轟擊前所未有，其在小于一秒的瞬間發出的能量相當于太陽在50萬年内發出的總能量。
這一事件發生在2004年12月27日，它來自一類中子星：磁星。這種中子星具有超強的磁場，這次爆發的這顆位于銀河系的另一端。發生爆發的磁星編号為SGR 1806-20，它也被稱為“軟伽馬射線複現源”，通常這類天體輻射集中在低能伽馬射線波段，但當其磁場發生重置時，便會發生強烈能量爆發。它距離地球達5萬光年，但它巨大的威力使人們在地球上甚至用肉眼都能看見。
2013年11月24日，多國研究人員報告他們利用太空與地面望遠鏡，觀測到截止2013年為止最亮的一個伽馬射線暴，這也是人們觀測到的最劇烈的一次宇宙爆炸。美國航天局的雨燕太空望遠鏡、費米伽馬射線太空望遠鏡以及其他地面望遠鏡，在2013年4月27日觀測到在多個方面都打破紀錄的伽馬射線暴GRB 130427A。它的亮度在地球上拿雙筒望遠鏡都可以看見。根據對餘晖的光譜觀測還發現，這個伽馬射線暴發生在距地球約36億光年處，這個距離僅為典型伽馬射線暴的三分之一遠。引發這個伽馬射線暴的是一顆巨大恒星的爆炸，該恒星質量是太陽的20到30倍，但體積隻有太陽的3到4倍，是一顆非常緻密的恒星。
科學家最新研究稱，地球在公元8世紀時曾遭受宇宙中迄今已知的最強大的爆炸—伽瑪射線爆發的洗禮。此項研究的研究報告發表在了最新一期的國際著名天文刊物《皇家天文學會月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。
二、研究人員在2012年發現的證據表明，我們的地球曾在中世紀被一陣輻射擊中，但一直不清楚到底發生了什麼樣的宇宙事件。2012年，一項最新的研究表明，當時銀河系發生了兩個黑洞或兩顆中子星合并的現象。合并僅在數秒鐘内發生，但它們釋放出了大量的輻射波和能量。此項研究的負責人、德國耶拿大學天體物理學協會的教授拉爾夫·紐豪瑟（Ralph Neuhauser）說：“伽瑪射線爆發是非常有爆發力的活動，我們的研究表明，能量來自3000至12000光年遠，這在我們的銀河系範圍内。”
2011年，一個研究小組在日本發現，一些古老的雪松樹上有一種不同尋常的放射性碳，被稱為碳14。研究人員還在南極冰蓋上發現了放射性铍—铍10。這些同位素産生于強烈的輻射沖擊上層大氣中的原子時，這表明，來自太空的能量爆發曾經沖擊過我們的地球。根據樹木年輪和冰的數據，研究人員能夠确定，這一事件發生于公元774年和公元775期間。
2013年11月21日，多國研究員表示，他們利用太空與地面望遠鏡，以前所未有的精度觀測到迄今最亮的一個伽馬射線暴，這也是人們觀測到的最劇烈的一次宇宙爆炸。亞拉巴馬大學亨茨維爾分校博士後熊少林分析道：“類似的爆炸可能是百年一遇。”首先，它是迄今人們觀測到的最亮的一個伽馬射線暴，在地球上拿雙筒望遠鏡都可以看見；第二，單個光子能量最高（950億電子伏），相當于典型太陽光的300億倍；第三，這個伽馬射線暴的餘晖高能輻射長達20小時，是持續時間最長的一次。此外，這次伽馬射線暴也是迄今觀測到的所有伽馬射線暴中總能量釋放最大的之一。
天文學家發現伽馬射線暴背後新機制
北京時間2013年12月28日消息，據物理學家組織網站報道，澳大利亞科廷大學的天文學家發現了一類新的爆發恒星，他們在轉變為黑洞之前會首先停止對外發射無線電波輻射。這些恒星會用盡它們生前的最後一絲力氣發出一次強烈的輻射，即一次高能的伽馬射線暴，随後死去。
直到現在，天文學家們一直相信在伽馬射線暴之後應當會緊随其後出現無線電波波段的餘晖。而這一點正是澳大利亞悉尼大學和科廷大學全天天體物理學中心（CAASTRO）試圖去證明的。此項研究的首席科學家，科廷大學天文學家保羅·漢考克博士（Dr Paul Hancock）表示：“但我們錯了。我們對一次伽馬射線暴的精确圖像進行的仔細研究，但它并沒有無線電輻射餘晖。我們現在可以有把握的說我們此前的理論是錯誤的，我們的望遠鏡設備沒有讓我們失望。”該研究組用于構建伽馬射線暴超高精度圖像從而開展有關研究的技術方法已經在出版的《天體物理學報》上進行了詳細報道。這項技術允許将超過200張圖像進行疊加，從而合成出比原始圖像質量好得多的伽馬射線暴圖像，但即便在這樣質量的圖像上，研究人員也沒有能發現存在無線電波段輻射餘晖的迹象。漢考克博士表示：“在我們的研究論文中，我們認為必定存在兩種不同的伽馬射線暴，其原因可能與爆發恒星不同的磁場特性有關。”
伽馬射線的閃電模拟
天文學家的以前說法：可能是由于這種伽馬射線暴距離太遠，無法在視覺波長範圍内觀測。最新一項研究揭示了其中的奧秘，星際塵埃吸收了幾乎全部的可見光，但能量更高的伽馬射線和X射線卻能穿透星際塵埃，被地球上的望遠鏡捕捉到。伽馬射線暴不過大質量恒星的死亡會産生伽馬暴這一觀點已經得到普遍認同。天文學家認為，其中的大多數伽馬暴是在超大質量恒星耗盡核燃料時發生的。當恒星的核心坍縮為黑洞後，物質噴流以接近光速的速度向外沖出。噴流從坍縮星湧過，繼續向宇宙空間行進，并與先前被恒星照耀的氣體相互作用，産生随着時間衰減的明亮餘輝。多數伽馬射線将在可見光範圍内呈現出明亮光線。然而一些伽馬射線暴卻是黑暗狀态，它們在光學望遠鏡中無法探測到。最新一項研究顯示，黑暗伽馬射線暴實際上并不是由于距離遙遠而無法觀測，它們無法釋放光線是由于被星際塵埃吸收了大部分的可見光，這些星際塵埃團可能是恒星孕育誕生地。
曾經引發4億年前生物大滅絕。它可能産生于雷，也參與閃電的形成旱新的研究表明，雷中釋放出的伽馬射線可能才是閃電形成的主要原關于雷電島×馬射線可能是閃電形成的主要原因。這個猜想.2008年前佛羅裡達技術協因。康普頓伽馬射線天文台在上世紀會的天體物理學家約瑟夫-德懷爾就90年代早期就從地面的雷電中發現了提出了。伽馬射線。當時德懷爾從一些相關的學術報告伽馬射線是波長小于0.1納米的電中發現伽馬射線和閃電有關系，為了證磁波，輻射能量比x射線還高。伽馬射明這一關系，他建立了一個高能量輻射線在短期内突然增強就會形成射線暴.模型用來描述地球大氣層電場的形成。其能量釋放相當于宇宙大爆炸。伽馬射結果發現，這些在電場中的伽馬射線釋線暴形成的原因，到底是由兩個中子星放的高速電子與大氣層其他微粒發生碰碰撞時産生的還是大質量恒星在死亡撞，可以産生強大的雷鳴聲.同時釋放時生成黑洞的過程中産生的.至今都沒出電荷。在雷雨天氣中.上升氣流和下有定論。但有一點是科學家們都承認的，降氣流推動水分子互相作用.電場強度那就是在有巨大的宇宙能量産生時，比增大，最終釋放出的電子以接近光速的如雷暴産生的過程中.會産生伽馬射線.速度穿越空氣。雖然當時德懷爾的猜想神秘的閃電可能是由雷暴釋放的伽馬射線形成的。自然也就僅限于猜想而已.最終并沒有形成定論。真正可以模拟并最鄰近伽馬射線形成閃電模拟的.是2012年日本東京理工大學和日本物理和化學研究所聯合的一次研究。這個研究組派出一支伽馬射線研究分隊，到日本海的低空中觀察在雷電中形成的伽馬射線。
點亮夜空
美國宇航局最新研究顯示，地球曾被50萬光年之遙的強烈“巨大耀斑”瞬間照射。這種強大的能量脈沖束照亮了地球大氣層。它源自于銀河系對面一顆中子星的龐大磁場，中子星也被稱為“軟伽馬射線中繼器”，通常噴射低能量伽馬射線，但有時其磁場重新排列時會釋放巨大的能量束。這種能量束可穿越太空導緻數千顆人造衛星出現故障，使地球頂端大氣層電離化。據美國宇航局稱，這種獨特的伽馬射線束非常強烈，比滿月更加明亮，甚至比迄今太陽系外勘測的任何天體都明亮。
這一令人難以置信的伽馬射線噴發發生于2004年12月27日，是由中子星SGR 1806-20釋放的脈沖束。美國洛斯-阿拉莫斯國家實驗室的大衛-帕默博士說：“這可能是天文學家一生中難得一見的天文現象，同時也是一種非常罕見的中子星事件。在過去35年裡，我們僅探測到其它兩次太陽系外大型耀斑噴射事件，而中子星SGR 1806-20釋放的伽馬射線束的強度是前者的數百倍。”該伽馬射線能量束并不會對地球構成威脅，這是由于中子星SGR 1806-20距離地球非常遙遠，但如果中子星距離地球較近的話，将對地球構成緻命的傷害。如果中子星距離地球僅有十幾光年，将會出現嚴重的破壞性。天文學家認為宇宙中存在大量的中子星，位銀河系内的中子星能量相對較低。科學家指出，2008年3月19日，GRB 080319B恒星将瞄準地球釋放強烈的耀斑。該伽馬射線束非常明亮，人類肉眼也可觀看到。美國馬薩諸塞州哈佛史密遜森天體物理學研究中心的布賴恩-加恩斯勒說：“之後最大的太陽系内伽馬射線‘巨大耀斑’與2004年12月27日出現的伽馬射線耀斑事件相比，則顯得微不足道”。
襲擊地球
大規模滅絕總是與“厄運”和“陰暗”相聯系，它總能牽動我們的思緒，拓展我們的想象空間。畢竟，“恐龍的滅絕或許由小行星撞擊引起”這樣的猜測，聽起來是那麼地具有傳奇色彩。n但并非所有大規模滅絕都如此富有戲劇性，也不是所有罪魁禍首都如此容易識别。發生在4.5億年前的奧陶紀大滅絕是地球五大曆史事件之一，導緻海洋物種數量急劇下降。證據表明，這一巨變發生在冰河時代，而伽馬射線爆發是最有可能觸發此次大規模滅絕事件的原因之一。
廣泛的理論認為，第一次物種大滅絕在六億多年前的奧陶紀，地球曾被伽瑪射線爆襲擊，天空中會出現兩個太陽的現象，70%的大氣被破壞，緻使海洋生物鍊基層被破壞，75%的生物從地球上消失。這就是第一次物種大滅絕，使脊椎動物成為了地球上新的霸主。
觀測揭示
伽馬暴發生在宇宙6億3千萬歲的時候，直接證實嬰兒宇宙中活躍着爆發的恒星和新誕生的黑洞。“這個新發現的伽馬暴打破了所有的紀錄，”Berger說。“它輕易地超越了最遙遠的星系和類星體。實際上，它表明，我們可以利用這些壯觀的事件來找到第一代恒星和星系。”
一旦大質量恒星的核燃料用盡，塌縮成一個黑洞或者中子星，通過恒星在生命終點排出的氣體外殼噴發出氣體噴流，典型的伽馬射線暴就發生了。這些噴流加熱氣體，産生在其它波段觀測到的短暫餘輝。“爆發的餘輝提供我們關于爆發恒星和其環境的很多信息，”Leicester大學的Nial Tanvir說。“但是因為餘輝消逝得如此快，我們必須快速瞄準并定位它們。”
Tanvir和同事們在三個小時的爆發時間内，用夏威夷莫納克亞的英國紅外望遠鏡探測了一個紅外源。同時，賓州大學的Berger和Derek Fox用莫納克亞的雙子北望遠鏡得到了餘輝的紅外影像。
天文學家注意到，該源在最長波段的影像中存在，但是在最短的微米波長的影像中不存在。這一“缺失”對應的精确距離為130.35億光年，或者紅移為8.2，使得它成為人類迄今看到的最遙遠的天體。前紀錄保持者是去年九月才發現的，它的紅移為6.7，或者1億9千萬光年，GRB 090423顯然成為新的領跑者。
中新網1月23日電據外媒報道，科學家發現一場神秘的短伽馬射線暴産生的高能輻射可能襲擊了公元八世紀的地球。如果同樣的情形發生在現代，可能造成衛星毀損，甚至破壞地球臭氧層，對地球生物造成毀滅性的影響。
在2012年，科學家宣布在古樹木年輪中檢測到高水平的碳14同位素和铍-10含量，而這些古樹木形成于公元775年，這項發現暗示了在公元774年或者公元775年發生了宇宙高能輻射襲擊地球的事件。當來自宇宙空間的高能輻射與高空大氣中的原子發生碰撞後，便形成了碳14和铍-10。
通過研究，科學家們排除了距離太陽系較近的超新星爆發的可能性，這是因為人們并沒有記錄下天空中出現的異常現象，而且現代天文學沒有觀測到可能的天體殘骸。
由此，科學家提出了另一種解釋，認為這次宇宙高能輻射襲擊地球可能源于兩個天體發生的合并事件。當這種情況發生時，就會釋放一些伽馬射線，天體的合并伴随着短暫而強烈的伽馬暴，但是在可見光波段上可能沒有任何迹象。
科學家還指出，此類天體事件距離太陽不會低于3000光年，因為少于這個距離發生的強伽馬暴和天體能量釋放就可以導緻地球生命滅絕。天文學家也在尋找這個神秘的宇宙天體碰撞殘骸，可能是一個僅1200年曆史的黑洞，或者3000至1.2萬光年處的中子星等。
科學家表示，地球暫時不太可能再遇到一次同樣的情況，但若這種情形再度發生，外太空的現代人造衛星将首當其沖受到影響，高能輻射還會造成地面通訊、氣象研究中心癱瘓。而如果強伽馬暴距離地球更近的話，輻射威力将足以摧毀臭氧層，這會對地球上的生命造成毀滅性的影響。
