李龍臣 2007年03月13日 13:37
g射線望遠鏡簡介
g射線在光譜的X射線之外，波長小於0.01納米，最短波長沒有極限，已探測到的最短波長為10億億分之一納米。
g射線具有極高的能量，沒有任何一顆恒星和星際氣體的溫度高到能發射g射線。只有高速旋轉的黑洞、脈衝星和類星體輻射g射線，高速運行的宇宙射線撞擊星際氣體的原子時也輻射g射線，中子星、黑洞碰撞時則可發生g射線爆發。它們構成g射線宇宙，需要用g射線望遠鏡進行探測。
g射線能穿透宇宙中的物質而跨越數十億光年的空間，但卻不能穿過地球大氣層到達地面。不過g射線撞擊大氣層的氣體原子時會發出閃光、因而在地面上仍然可以用切倫科夫探測器收集這些閃光，間接地對g射線進行探測。用高空氣球將g射線望遠鏡攜帶到g射線被完全吸收的高度（100千米）以上，則能直接接收g射線進行探測。
當然，攜帶g射線望遠鏡的最好工具是航太器。20世紀60年代美國發射的“探險者系列衛星”中的一些衛星（如“探險者11”）對g射線進行了探測。1969年，美國“維拉核爆炸探測衛星”無意中探測到宇宙中的g射線爆發。
美國1979年11月發射的“小型天文衛星2”號，探測到巨蟹座和船帆座中脈衝星的g射線。1975年8月發射的“宇宙線觀測衛星B”探測到3C273類星體的g射線。1979年，由氣球攜帶的g射線望遠鏡探測到銀河系中心附近物質與反物質湮滅產生的g射線。
蘇聯1989年12月發射“石榴石/西格瑪”g射線望遠鏡，1990年7月發射的“g射線天文觀測衛星”等，也取得了g射線探測的重要成果。
美國1991年4月發射的康普頓g射線望遠鏡，在9年中發現70個g射線類星體、10個g射線脈衝星、2500多次g射線暴，在銀河系中心觀測到噴流中的反物質粒子云。
人類進入21世紀後，g射線探測在繼續發展，成果將不斷擴大。
g射線能穿透透鏡，所以無法聚焦，只能採用間接的辦法來繪製宇宙中的g射線圖。如讓高能g射線撞擊鎢原子，產生正電子和反電子，正、反電子隨即湮滅，產生火花。火花室記錄到這種火花，就是探測到了高能g射線。再如用能吸收g射線的材料製成編碼掩模，置於火花室之上，當來自宇宙的g射線到達火花室時，在編碼掩模範圍的g射線被吸收，形成沒有火花產生的陰影區，這就準確地反映了g射線源的位置。
康普頓g射線望遠鏡的4種儀器就是用這些方法進行g射線探測的。“爆叢和瞬變源設備”探測2~60萬電子伏的g射線爆發；“定向變化光譜儀”探測由放射性原子和正、反物質湮滅產生的10~1000萬電子伏g射線；“高能g射線望遠鏡”觀測2000萬電子伏以上的短波高能g射線；“康普頓成像望遠鏡”探測宇宙射線撞擊星際氣體產生的100~3000萬電子伏g射線。
在上述g射線望遠鏡簡介中，牽出了宇宙射線、正反物質湮滅和黑洞碰撞等問題。我們知道，黑洞碰撞除產生g射線外，還有引力波輻射。下面先介紹宇宙線。
