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2002 年 9 月 21 日

光是什麼? (27) 伽瑪射線
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 伽瑪射線 (γ-ray) 的特徵和 X 射線極為相似, 是一種輻射能量高且穿透力極強的 電磁波 , 在 電磁波譜 中, 其範圍波長為 0.1 埃 (1 A0 = 10-8 公分 = 10-4 微米) 以下的電磁波。 γ 射線是維拉德 (P. Villard) 於 1900 年所證實的。 γ 射線通常是由 極高速電子 與原子核碰撞而產生。
        1975 年開始,伽瑪射線天文學證實化學元素大多誕生於星球的內部。 早期的宇宙只有氫氣。星球內的融合反應將其融合成氦, 但現在已知存在於自然界的元素已超過一百種,它們又是如何形成的? 當星球即將告終時它會爆發成超新星,在這個巨大的爆發中, 數以百萬計的核融合反應便產生出新的 化學元素 , 爆發的力量會將它們散播在宇宙星際間 (如上圖超新星爆發後的 Cas A 星雲)。 因為形成元素的許多核反應都會放射出伽瑪射線, 天文學家能經由偵測的結果來分析該星球正在進行著何種 核反應 , 建立星球核反應的獨特「 指紋 」資料。 憑藉這種「指紋」的鑑別能顯現 超新星 新生的化學物質為何。 1984 年,一架觀測星球的伽瑪射線望遠鏡發現了逐漸衰變的鋁元素的獨特指紋。 證實了該化學元素在此星球內形成。 在偵測伽瑪射線的技術上,幾乎所有來自太空的伽瑪射線, 都像紫外線和 X 光一樣被地球高層的大氣所吸收, 因此,偵測它們所用的望遠鏡必須架設在吸收層上方的氣象氣球或人造衛星上。 伽瑪射線觀測對於新近所發現的「活躍星系核」、 「 似星體 」、 「 黑洞兩極噴流 」等探究顯得特別的重要, 例如在 1993 年,康普吞伽瑪射線太空觀測器發現「似星體」輻射出強烈的伽瑪射線。

明日主題 : 光是什麼? (28) 大氣層的透明度
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作者與主編 : 陳輝樺 、 王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

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