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利用伽瑪射線的眼睛看地球 (Using Gamma-ray eyes to see our Earth)

 

一個由美國宇航局資助的科學家提供一種新類型的、由宇宙向地球拍攝的圖片。這些相片與平時看到如同藍色寶石的地球的樣子不同。這些新類型的相片顯示我們的行星放射出來的伽瑪射線。


以上看到的是地球三組不同能量範圍的伽瑪射假色影像,
紅色是較低能量、綠色是中等能量、藍色是高等能量
Credit: NASA/CGRO/EGRET/ Dirk Petry

伽瑪射線與我們平常所見的可見光的特性相同,也是電磁波的一種,但電場震動次數頻率較高,眼睛不能看見,一般用作醫治癌症,能量比普通的光線的高出數百萬至數十億倍。

這些影像顯示地球經常受到均等的從宇宙來的宇宙粒子撞擊。這些粒子,稱為宇宙射線,它們撞擊我們的大氣層,繼而在大氣層的高處產生伽瑪射線。地球的大氣層把有害的宇宙射線隔開,避免高能量幅射直接到達我們的地球表面。

Dirk Petry 博士 (NASA Goddard Space Flight Center in Greebelt, Md.) 指出:「如果我們的眼睛能看到高能量伽瑪射線,這些圖片就是從宇宙中回看地球的樣子。其他的行星,最出名的就是木星,也有發放出伽瑪射線,可是他們距離我們太遠,無法拍攝精細的影像。」

從1991年至2000年間,美國宇航局的感頓伽瑪射線觀測站 (Campton Gamma-ray Observatory) 圍繞著地球旋轉,其平均高度約為260英里 (420千米) 。在這種高度,地球看來直徑約有140角度。Petry就使用了這觀測站其中七年的影像,長期的拍攝及近距離的距離讓Petry 得到精細的影像。「這幾張相片其實是經過七年時間的曝光。」Petry說。


1991年 - 2000年:感頓伽瑪射線觀站

這些從地球大氣層產生的伽瑪射線是由感頓 EGRET (Energetic Gamma-Ray Experiment Telescope 高能量伽瑪射線實驗用望遠鏡的簡寫) 儀器所偵測的。事實上,被偵察到的 60%的伽瑪射線源頭並非來自宇宙的深處,而是來自地球的。雖然這些本地的伽瑪射線很美麗,但他們的形成經常與宇宙深處的伽瑪射線源產生干涉的現象,影響觀測由深處的伽瑪射線源,例如黑洞、中子星或新星爆發等等。

為了讓我們更瞭解地球本地的宇宙射線對地球的撞擊及伽瑪射線的相互作用,美國宇航局準備著未來的任務名為 GLAST (Gamma-ray Large Area Space Telescope 伽瑪射線大面積宇宙望遠鏡),預算於2007年發射。GLAST可說是EGRET的第二代。

1972至1973年,美國宇航局的衛星 SAS-II 拍攝到首張伽瑪射線的地球影像,但偵測者用了較短的時間 (數個月的時間) 曝光拍攝,所以能量的解像度較差。

資料搜集及編寫:蔡錦滔

 



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