李龙臣 2007年03月13日 13:37
g射线望远镜简介
g射线在光谱的X射线之外，波长小于0.01纳米，最短波长没有极限，已探测到的最短波长为10亿亿分之一纳米。
g射线具有极高的能量，没有任何一颗恒星和星际气体的温度高到能发射g射线。只有高速旋转的黑洞、脉冲星和类星体辐射g射线，高速运行的宇宙射线撞击星际气体的原子时也辐射g射线，中子星、黑洞碰撞时则可发生g射线爆发。它们构成g射线宇宙，需要用g射线望远镜进行探测。
g射线能穿透宇宙中的物质而跨越数十亿光年的空间，但却不能穿过地球大气层到达地面。不过g射线撞击大气层的气体原子时会发出闪光、因而在地面上仍然可以用切伦科夫探测器收集这些闪光，间接地对g射线进行探测。用高空气球将g射线望远镜携带到g射线被完全吸收的高度（100千米）以上，则能直接接收g射线进行探测。
当然，携带g射线望远镜的最好工具是航天器。20世纪60年代美国发射的“探险者系列卫星”中的一些卫星（如“探险者11”）对g射线进行了探测。1969年，美国“维拉核爆炸探测卫星”无意中探测到宇宙中的g射线爆发。
美国1979年11月发射的“小型天文卫星2”号，探测到巨蟹座和船帆座中脉冲星的g射线。1975年8月发射的“宇宙线观测卫星B”探测到3C273类星体的g射线。1979年，由气球携带的g射线望远镜探测到银河系中心附近物质与反物质湮灭产生的g射线。
苏联1989年12月发射“石榴石/西格玛”g射线望远镜，1990年7月发射的“g射线天文观测卫星”等，也取得了g射线探测的重要成果。
美国1991年4月发射的康普顿g射线望远镜，在9年中发现70个g射线类星体、10个g射线脉冲星、2500多次g射线暴，在银河系中心观测到喷流中的反物质粒子云。
人类进入21世纪后，g射线探测在继续发展，成果将不断扩大。
g射线能穿透透镜，所以无法聚焦，只能采用间接的办法来绘制宇宙中的g射线图。如让高能g射线撞击钨原子，产生正电子和反电子，正、反电子随即湮灭，产生火花。火花室记录到这种火花，就是探测到了高能g射线。再如用能吸收g射线的材料制成编码掩模，置于火花室之上，当来自宇宙的g射线到达火花室时，在编码掩模范围的g射线被吸收，形成没有火花产生的阴影区，这就准确地反映了g射线源的位置。
康普顿g射线望远镜的4种仪器就是用这些方法进行g射线探测的。“爆丛和瞬变源设备”探测2~60万电子伏的g射线爆发；“定向变化光谱仪”探测由放射性原子和正、反物质湮灭产生的10~1000万电子伏g射线；“高能g射线望远镜”观测2000万电子伏以上的短波高能g射线；“康普顿成像望远镜”探测宇宙射线撞击星际气体产生的100~3000万电子伏g射线。
在上述g射线望远镜简介中，牵出了宇宙射线、正反物质湮灭和黑洞碰撞等问题。我们知道，黑洞碰撞除产生g射线外，还有引力波辐射。下面先介绍宇宙线。
