NASA展示长达14年的全天空伽马射线延时摄影

美国国家航空航天局的费米太空望远镜（Fermi Space Telescope）展示了一部记录时间长达14年的延时电影，通过伽马射线成像揭示了动态宇宙。影片重点展示了银河系的伽马射线光芒、太阳耀斑以及由黑洞驱动的遥远星系。根据 14 年来所获得的数据制作的全天空延时电影中，宇宙栩栩如生，在银河系内外高能源的衬托下，我们的太阳偶尔闪现出耀眼的光芒，宁静地在天空中划过一道轨迹。

位于加利福尼亚门洛帕克的 SLAC 国家加速器实验室的资深科学家塞斯-迪格尔（Seth Digel）说："银河系明亮而稳定的伽马射线光辉中夹杂着由遥远星系核心的超大质量黑洞驱动的近光速喷流的强烈爆发，持续时间长达数天。这些戏剧性的爆发可能出现在天空的任何地方，发生在数百万到数十亿年前，在我们观察的时候，它们的光线刚刚到达费米。"

从太阳耀斑到黑洞喷流： 美国国家航空航天局的费米伽马射线太空望远镜团队为动态高能天空制作了独特的延时摄影。费米项目副科学家朱迪-拉库森（Judy Racusin）为影片解说，影片将14年的伽马射线观测压缩到6分钟。资料来源：NASA 戈达德太空飞行中心和 NASA/DOE/LAT 合作组织

伽马射线是能量最高的光。影片显示了费米大面积望远镜（LAT）在 2008 年 8 月至 2022 年 8 月期间探测到的能量超过 2 亿电子伏特的伽马射线的强度。作为对比，可见光的能量在 2 到 3 电子伏特之间。更亮的颜色标志着更强的伽马射线源的位置。

在电影中，首先映入眼帘的是一个稳定地在屏幕上划出弧线的光源。费米项目副科学家朱迪-拉库辛说："这就是我们的太阳，它的表面运动反映了地球每年围绕太阳的轨道运动。"

费米伽马射线太空望远镜在轨道上的艺术构想图。资料来源：美国国家航空航天局

在大多数情况下，大面积太空望远镜能微弱地探测到太阳，这是由于被称为宇宙射线的加速粒子--接近光速的原子核的撞击造成的。当它们撞击太阳的气体甚至它发出的光时，就会产生伽马射线。不过，有时太阳会突然变亮，爆发出被称为太阳耀斑的强大能量，使我们的恒星短暂地成为天空中最亮的伽马射线源之一。

影片以两种不同的视角展示了天空。矩形视图显示的是以银河系中心为中心的整个天空。这突出了银河系的中心平面，银河系发出的伽马射线是宇宙射线撞击星际气体和星光产生的。此外，银河中还分布着许多其他来源，包括中子星和超新星残骸。在这个中心带的上方和下方，我们看到的是银河系之外更广阔的宇宙，到处都是明亮的、快速变化的光源。

其中大部分实际上是遥远的星系，从以银河系南北两极为中心的不同视角可以更好地观察它们。这些星系中的每一个都被称为"类星体"（blazars），它们的中央都有一个质量相当于一百万个或更多太阳的黑洞。

不知何故，这些黑洞会产生移动速度极快的物质喷流，而我们几乎可以直接从这些喷流中的一个看下去，这样的视角增强了它们的亮度和变异性。"这告诉我们，喷流发生了一些变化，"拉库辛说。"我们经常观察这些天体源，并在发生有趣的事情时提醒太空和地面上的其他望远镜。我们必须在这些耀斑消失之前迅速捕捉到它们，我们能收集到的观测数据越多，就越能更好地理解这些事件。"

费米在不断扩大的任务网络中发挥着关键作用，这些任务共同捕捉宇宙中正在发生的这些变化。

其中许多星系都非常遥远。例如，一颗名为 4C +21.35 的耀斑发出的光已经传播了 46 亿年，这意味着我们今天看到的耀斑实际上发生在太阳和太阳系开始形成的时候。其他亮炽星的距离是它的两倍多，它们共同提供了整个宇宙时间内黑洞活动的惊人快照。

在延时摄影中看不到费米研究的许多短时事件，如伽马射线暴，最强大的宇宙爆炸。这是通过处理数天的数据来锐化图像的结果。

费米伽马射线太空望远镜是由戈达德管理的天体物理学和粒子物理学合作项目。费米望远镜是与美国能源部合作开发的，法国、德国、意大利、日本、瑞典和美国的学术机构和合作伙伴也做出了重要贡献。

编译来源：ScitechDaily