费米太空望远镜

　　2008年6月发射升空。这台世界上最强大的望远镜是通过高能伽马射线观察宇宙，最初这个天文台被称作“伽马射线广域空间望远镜”(Gamma-ray Large Area Space Telescope)，但是当这台望远镜建成后开始正常运行时，人们又根据意大利科学家恩里科·费米的名字给它重新命名。　　由于有了美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜，不久后人们可能会对超大质量黑洞、暗物质和被称作伽马射线爆的神秘爆炸等一些宇宙中最令人费解的现象有更多了解。

　　新名字为“费米伽马射线太空望远镜”。选择这一名称是为了纪念高能物理学领域的先驱者、美籍意大利裔诺贝尔物理奖获得者恩里科·费米（1901～1954）。费米是第一位对宇宙粒子如何被加速到高速做出推测的科学家，他的理论为认识“费米”望远镜所要揭示的新现象奠定了基础。科学家们希望“费米”能通过观测高能伽马射线来发现众多新的脉冲星，揭示超大质量黑洞的内部机理，并有助于物理学家寻找新的自然定律。　　

 伽马射线-内部结构模型图　　伽马射线代表着宇宙中光线的最强能量形式，它通常产生于以很快的速度抛出物质的来源，如巨大的黑洞。短期的伽马射线爆发特别的一点在于它证实了爱因斯坦的一个观点，也就是无线电波，红外线，可见光，X射线和伽马射线在太空中均以相同的速度传播。　　根据科学家们建立的理论，时空在比电子还小万亿倍的极小的物理尺度下呈动态的“泡沫”结构。模型预测这种泡沫时空会产生高能的伽马射线，其速度比更低能量的光子还要慢——这项预测也经过了太空望远镜观测的验证。　　物理学家们很乐意用一种能涵盖所有基本力的概念来取代爱因斯坦在相对论中表述的引力的观点。有很多设想，但是很难找到方法去验证它们。” 　　费米观测到GRB 090510事件的时间是5月10日，天文学家推断伽马射线爆发很可能来源于73亿光年外的两颗中子星的碰撞. 特别是有两粒伽马射线光子的能量级相差有上百万倍。然而，在穿越了70亿光年的距离后，这对光子到达费米探测器的时间差不过0.9秒。　　观测到的事实排除了一项新的引力理论，这项理论预测能量的强弱取决于光速的改变。　　费米发现的这一千个伽马射线源较以往所知的数量多了五倍，其中一些的能量之强已经打破了纪录。例如，GRB 090510伽马射线源以光速的99.99995%的速度抛出物质。之前观测到的能量最强的伽马射线来自GRB 090902B，为334亿电子伏——约为可见光能量的130亿倍。　　能量第三的伽马射线源GRB 080916C，其能量足可匹敌9000 颗超新星爆炸。如果你觉得这还不能令人疯狂的话，想象一下，伽马射线爆发还能够产生被称为“鬼粒子”的中微子。 （中微子：核反应和超新星爆发中产生的一种粒子，比原子更基本，质量很小或没有质量，几乎不与物质发生作用；中微子不带电荷，运动速度达到（如果其质量为零）或接近光速（如果其具有质量）。）

　　在望远镜发射后的两个月里，科学家对其两台仪器进行了测试和标校。这两台仪器分别是“大区域望远镜”（LAT）和“GLAST暴发监测器”（GBM）。LAT仪器团队当天展示了一幅全天空图像，上面有银河系灼热的气体、闪烁的脉冲星和数十亿光年以外一个闪耀的星系。这幅图像是利用该仪器95小时的最初观测结果制成的，而利用NASA已退役的“康普顿伽马射线观测台”制成类似图像要花数年的观测时间。由于“费米”灵敏度极高，所以一些新发现肯定会接踵而至。LAT以“巡天模式”工作时，可每3小时对整个天空扫描一遍。在头一年的工作过程中，“巡天模式”将占去该望远镜绝大部分的观测时间。这些“快照”将使科学家能对伽马射线宇宙所特有的快速变化进行监测。LAT对能量为20兆电子伏到超过300吉电子伏的光子敏感。这一能量区间的上限部分（相当于牙科用X射线能量的500多万倍）目前基本上还未得到探测。　　作为“费米”上的另一台仪器，GBM仅在头一个月的工作中就已探测到31次伽马射线爆发。这些高能爆炸现象发生于大质量恒星死亡或做轨道运行的中子星以螺旋方式相互靠近并融合起来之时。GBM所能敏感到的伽马射线能量要低于LAT，从而可为观测宽大的伽马射线谱区提供补充。两台仪器联合起来，有可能会最终揭开伽马射线暴某些最难解的秘密。

　　在比可见光能量要高上五千万倍的 伽玛射线 波段巡天，费米太空望远镜的大面积相机(LAT)正探索著高能波段宇宙。上面这张全天图，是用大面积相机在2008年8月4日到10月30日所取得的数据建构出来的。和以往类似的太空观测任务比较，这是一幅更深、 解析度更高的 伽玛射线全天图。费米望远镜的伽玛射线天空有那些明亮 光源？最近一篇论文描述了其中最亮的205个伽玛射线源，而上面影像呈现了其中最亮的十颗∶五颗位在我们银河系内，另五颗在银河系外。在我们银河系内有∶在观测期间拖曳出一道弧线的太阳、离我们约6,500光年的 X射线双星LSI +61303，在伽玛射线才能见到闪烁的波霎PSR J1836+5925、离我们约15,000光年远的 球状星团 杜鹃座47(47Tuc)、及一颗位在银河 盘面中心点上方的未知伽玛射线源。这个未知光源很有趣，因为它是个变光源，而且在其他波段都找不到和它对应的天体。在我们银河系外的亮源有∶离我们约二亿三百万光年远 英仙座 星系团中心的大型星系 NGC1275、和3C 454.3、PKS1502+107、PKS0727-115等三个离我们有数十亿光年远的活跃星系，第五个则是一个位在银河盘面下方的未知光源，它的本质为何仍是个待解 之谜团。