来看宇宙中的“烟花秀”

赵君鹏

看似宁静的太空，其实在不断上演着各种盛大的“烟花秀”。

以恒星为例，恒星表面的局部区域有时会突然释放出强烈的高能电磁辐射和粒子辐射。这种现象被称为“恒星耀斑”，它是恒星大气中剧烈的爆炸之一。

太阳是个高密度的气体球，自带磁场，由于太阳外层气体对流和太阳自转，磁力线被不断地拉伸和纠缠，太阳大气中会周期性地发生剧烈爆炸，在几分钟到几十分钟的时间里释放出相当于上百亿颗巨型氢弹同时爆炸所产生的能量，这就是太阳耀斑。太阳爆发耀斑时，有时会抛射出一些物质，形成日冕。日冕会抛射出巨大的、携带磁力线的泡沫状气体，这些气体会到达地球，与地球磁场相互作用，还有可能影响人造卫星和地面电力设施。

产生耀斑时，太阳固然明亮，但宇宙中还有更亮的星。

明朝万历三十二年九月的一天，夜空中突然新出现了一颗星。它异常明亮，光芒甚至遮盖住了木星的光辉，光耀夜空长达数月。这颗异常明亮的星不仅引起了中国人的注意，被写进《明史·天文志》，还引起了其他国家人的注意。德国天文学家约翰尼斯·开普勒持续观察这颗星，并出版专著介绍其研究结果。后来，人们称这颗星为“开普勒超新星”。

大多数恒星的亮度几乎是恒定的。以太阳为例，太阳的活动周期大约是11年，期间太阳的亮度只有千分之一的变化。而有些恒星的亮度变化明显，它们被称为“变星”。超新星是爆发规模最大的变星，它爆发时释放的能量相当于太阳一生所辐射的能量總和，能照亮其所在的整个星系，并且持续数周到数月。

虽然大约每50年银河系就会出现一次超新星爆发，但它们大多发生于银河系的中心区域。由于距离遥远，再加上星际间的物质遮挡等因素，超新星爆发很难被人类观察到。开普勒超新星距离地球约1.3万光年，是400多年以来最后一颗人类仅靠肉眼就能观察到的超新星。

超新星的能量惊人，但宇宙中还有更大的能量。

伽马射线暴是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体爆炸现象，爆炸时间短至千分之一秒，长达数小时不等。1997年被观测到的一次伽马射线暴距离地球120亿光年，它爆发后的一两秒内，亮度等同于除它以外的整个宇宙亮度总和，其在50秒内释放的能量相当于银河系200年的总辐射量。

2022年10月，科学家记录到有史以来最亮的伽马射线暴。它来自距离地球24亿光年的宇宙深处，持续时间长达几千秒。这次伽马射线暴的发源地恰好位于中国高海拔宇宙线观测站“拉索”的最佳观测范围内，“拉索”完整记录了大质量恒星死亡瞬间伽马射线爆发的全过程，这在天文史上尚属首次。

伽马射线暴能量如此强大，它是怎样产生的呢？天文学家推测：短时间的伽马射线暴是两个邻近的致密星体，如黑洞或中子星合并而产生，而长时间的伽马射线暴是巨大恒星在燃料耗尽时坍塌收缩爆炸所致。

“东风夜放花千树。更吹落、星如雨。”烟花虽美，终是一瞬。太空中的“烟花”也是如此，它的壮观绚丽，让人再次感叹宇宙的浩渺无垠。