作者：黄媂

编著：黄姤

距今4亿前的奥陶纪拥有一个气候温和、食物充足舒适的生活环境，陆地和海洋生物达到了史无前例的繁盛。

图解：志留纪生物面貌复原图｜图源：网络

好景不长，距今4.45亿年前发生了史上有名的奥陶纪·志留纪灭绝事件，在此次的灭绝事件中有60%的生物走向了灭绝，85%的物种从地球上被抹去了，剩下15%的物种在地球的各个角落苟且偷生。

造成这次物种大灭绝的原因，目前并没有没有得到一致的认可，比如：板块漂移、气候变化和伽马射线暴等假说；

伽马射线暴是一种会释放出巨大能量的天文事件，「奥陶纪·志留纪灭绝事件」中的地球被伽马射线暴直接击中，大面积的大气层遭到了损坏，在缺少了大气层吸收紫外线的庇护之下，紫外线直接照射在地表上，陆地上的动物大规模死亡，浅海的海洋也因温度的上升而大部分灭绝。

空气中的分子在伽马射线的轰击下被拆分，然后发生了重组生成一些有毒气体，这些有毒气体阻挡了照射在地球上的紫外线热量散热，进一步恶化了地球环境，让生命在很长的时间里不能恢复生机。

图源：网络｜图解：伽马射线暴·GRB 211211A 的艺术想象图

伽马射线暴与恒星散发的光、日常我们看到的可见光一样同属是电磁波，可见光的电磁波光谱是可以通过肉眼可见的，按照波长依次可划分为：红、橙、黄、绿、蓝、紫；然而这6种颜色只是电磁波光谱色中的一小部分。

电磁波的可见光频率在385～750赫兹之间，波长在780～400纳米之间，那么波长超出了界定值就是不可见的了，例如：

波长大于780纳米的红外线、无线电波等等；

波长小于400纳米的X射线、紫外线和伽马射线等等；

图源：网络｜图解：可见光光谱

100多年前，法国物理学家维拉德将含有镭元素的氯化钡通过阴极射线时，辐射出来的射线直接穿透了0.2毫米厚的铅箔，这是继α射线和β射线之后的新发现，于是维拉德将这种穿透力如此之大的原子核射线称为——伽马射线·γ射线。

图源：网络｜图解：伽马射线爆

虽然伽马射线是一种短波长的电磁波，但是当中蕴含的能量却比可见光的高出几百个数量级。高能量的射线其辐射也是很大的，细胞在伽马射线的影响下，轻则破坏原子键让DNA引发突变，重则直接将细胞杀死。

伽马射线在宇宙空间中是无处不在的，恒星内部的核聚变是生产伽马射线的源头，每时每刻都有伽马射线朝着地球照射，庆幸的是大气层对伽马射线的吸收和阻挡有着一定的作用，电磁波的波长越短就越难地达地面，生命也就越安全。

图源：NASA｜图解：经过处理之后的伽马射线暴示意图

伽马射线暴是宇宙中任意方向的伽马射线在短时间里强度由弱变强，再由强变弱的变化，一次伽马射线暴辐射出来的伽马射线强度远远大于一天伽马射线探测量的总和。

伽马射线暴来自于宇宙空间任意的方向，任一方向探测到的伽马射线是平均的，之所以会出现强度平均的现象，是因为伽马射线暴来源于银河系之外。银河系的中心是恒星密集的区域，假如伽马射线暴是来源于银河系的情况下，那么中心区域探测到的伽马射线强度会比其它方向的要强一些，只有来源于银河系之外的伽马射线暴才会有如此均匀的情况。

图源：网络｜图解：伽马射线暴

案例说明：

26年前，天文学家在距离地球120亿光年的星系团中探测到了一次猛烈的伽马射线暴，根据对该伽马射线暴的红移探测发现：该暴源在短短的1秒内释放的能量可以持续让太阳燃烧8.3亿年，这是目前为止观测到亮度最强的伽马射线暴之一。

目前对伽马射线暴的分类有两种，以持续时间划分为：长暴伽马射线暴和短暴伽马射线暴；

根据目前的理论计算，伽马射线暴持续的时间上至1000秒，下至0.01秒，以2秒作为分界线，2秒以下的称为短暴，2秒以上的称为长暴。

长暴的机制

长暴物理机制是大质量恒星演化成黑洞前的超新星爆发。

超新星爆发时以接近光速的速度向星际空间抛洒粒子物质，速度接近光速的粒子与磁场和能量经过复杂的反应后，生成超高的能量然后向着星体自转轴的方向以光束的形式向外喷发。

短暴的机制

短暴的物理机制是两颗致密恒星发生了合并。

双星系统中的两颗致密恒星，比如双中子星、双黑洞、主星黑洞与中子星发生了合并，以上任一组合的主星吞并伴星之时，被撕裂的物质围绕着主星旋转从而产生磁场，当磁场的强度到达了限定的临界值之后，能量就会以光束的形式喷发出来。

图源：网络｜图解：(a)由此产生的环形场足够强，足以浮起并穿过恒星表面；(b)磁重联驱动的耀发事件随后发生；(c)产生伽玛射线暴和X射线耀发。

从伽马射线暴的两种形成机制中可以看出喷发出来的能量是巨大的，假如地球被伽马射线直接击中，那么后是不堪设想的。

首先，大气层会遭到严重的损坏，空气中的氧原子和氮原子会发生剧烈的碰撞，然后组合在一起生成氮氧化物，这些新形成的化合物在大气层分子分解成氧原子期间起到促进的作用，因此氮氧化物会长时间逗留在大气中，对大气层造成持续的破坏。

其次，大气层遭到破坏之后，可以吸收和阻挡紫外线的屏障就没有了，紫外线就会直接照射在地表上，不仅让地球的平均温度上升，还会进一步恶化环境造成大量动植物的死亡。

地球曾经就有过被伽马射线暴轰击的遭遇，发生的年代与现今也较为接近。

图源：网络｜图解：被伽马射线暴击中的行星

2011年，科学家在日本发现了一颗古松树，根据对古松树的年代测定，这颗树形成于公元775年，树内的碳14同位素含量异常高。

同年，科学家还对南极的冰盖进行了检测，发现了放射性铍·铍10。

碳14和铍10这两种同位素产生于伽马射线与上层大气原子碰撞的过程中，伽马射线与平流层的氮原子和氦原子反应后会生成更多的碳14和铍10，伽马射线的强度越强，生成的碳14和铍10就会更多，这两种同位素会被生物圈吸收。

通过对古松树的碳14和冰盖的铍10的数据分析，可以确定公元774年地球遭遇了伽马射线暴的轰击，距今也只有1249年，源发地距离地球约1.2万光年，起因是两颗中子星或黑洞发生了合并，这是银河系内的伽马射线暴事件，所幸的是这次爆发并没有让地球处于水热地炽之中，否则后果是不堪设想的。

图源：网络｜图解：伽马射线暴

位于人马座有一个沃尔夫·拉叶星的双星系统，编号为：WR 104，距地约0.8万光年，质量与体积分别是地球的27和125倍，它的伴星是一颗OB型星，NASA最新的探测数据表明：WR 104即将要发生超新星爆发了，超新星爆发之时伽马射线暴是沿着自转轴方向喷发的，高能光束所经之处将会生灵涂炭。

图源：网络｜图解：WR 104超新星爆发遐想图

虽然WR 104距离地球比较近，但是我们是不必担心的：

①距地0.8万光年，也就是说目前探测到的WR 104是8000年前的状态，如果真的爆发了，高能的伽马射线也将会在8000年后才会到达地球。

②伽马射线暴是沿着星体自转轴方向喷发的，地球要刚好处于自转轴方向的角度才会被击中，WR 104的自转轴与地球的夹角在30与40度之间，地球处于安全的区域中。

图源：网络｜图解：伽马射线暴

虽然伽马射线暴是继宇宙大爆炸之后相对极端的天文现象，爆发的能量是强大的，但是从宇宙结构宏观层面上来看，这些都是很常见的。相对于银河系中的4000亿颗恒星而言，会产生伽马射线暴爆发的恒星少之又少，就算真的发生了爆发，伽马射线暴到达太阳系都已经是几千年以后的事情了。

目前探测到的伽马射线暴都是来源于银河系之外的星系，如此遥远的距离我们就更加不用担心了，当伽马射线暴到达太阳系之时，或许地球就像《流浪地球》中那样已经离开太阳系前往半人马阿尔法星系统了。

图源：网络｜图解：星际行星