宇宙學(xué)家將在2011年9月18日將嘗試釋放一個(gè)巨型氣球，攜帶將近一噸重的科學(xué)儀器上升至13萬(wàn)英尺的高度，測(cè)量來(lái)自蟹狀星云的伽馬射線強(qiáng)度異?，F(xiàn)象。目前場(chǎng)地選擇為新墨西哥州薩姆納堡的美國(guó)宇航局發(fā)射場(chǎng)。

位于美國(guó)國(guó)家航空航天局新墨西哥州測(cè)試場(chǎng)的探空氣球飛行，可能要進(jìn)行將近40個(gè)小時(shí)。然而，在飛行高度上，可能還達(dá)不到研究要求，研究宇宙伽馬射線暴的最終高度可能還需要再高一點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這一觀測(cè)技術(shù)要求，科學(xué)家將使巨型探空氣球在南極上空飛行，這是因?yàn)樵诿磕甑氖轮烈辉路葜g，該區(qū)域盛行極地風(fēng)，整個(gè)持續(xù)時(shí)間在三十至四十天左右。

蟹狀星云距離地球大約6500光年，整個(gè)星云是由一顆超新星爆炸而遺留下的殘骸，由于其爆炸后的殘骸分布像一只“螃蟹”，因而被稱(chēng)為蟹狀星云。科學(xué)家在星云中探測(cè)到了奇怪的伽馬射線強(qiáng)度異常，其中一種推測(cè)是星云中伽馬射線來(lái)自神秘的脈沖星。

（距離地球6500光年的蟹狀星云圖像）

對(duì)于這個(gè)奇怪的現(xiàn)象，宇宙學(xué)家進(jìn)行的一項(xiàng)測(cè)量研究被稱(chēng)為伽馬射線偏振實(shí)驗(yàn)（GRAPE），是使用伽馬射線偏振儀對(duì)空間高能天體物理研究的一種方法，整個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施都是由新罕布什爾大學(xué)空間科學(xué)研究中心來(lái)完成。伽馬射線偏振測(cè)量實(shí)驗(yàn)的目的就是研究宇宙中天體伽馬射線的極化效應(yīng)。

宇宙天體伽馬射線的極化效應(yīng)可在釋放方向上產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，宇宙學(xué)家可以通過(guò)對(duì)該偏振現(xiàn)象的研究，反推射線源的情況。所以，此種方法能提供射線源的線索和本質(zhì)，以及該射線源是如何產(chǎn)生輻射的。

由距離地球6500光年的蟹狀星云中發(fā)射的伽馬射線，通常是由被加速至光速的高速運(yùn)動(dòng)的亞原子粒子間的相互作用而產(chǎn)生，而星云中大量高能粒子的拋射行為，科學(xué)家認(rèn)為是由一個(gè)結(jié)構(gòu)狹窄的噴流以接近光速的速度向星云外噴射而形成。

科學(xué)家檢測(cè)來(lái)自蟹狀星云中伽馬射線的偏振情況還可以為天體物理學(xué)家提供一個(gè)對(duì)粒子加速機(jī)制研究的機(jī)會(huì)，粒子加速行為在宇宙中被認(rèn)為是無(wú)處不在，而且是至關(guān)重要的。但是，我們目前對(duì)其卻知之甚少，該過(guò)程中產(chǎn)生的輻射，以及如何發(fā)生的。從地球的磁場(chǎng)到宇宙深處的脈沖星和黑洞，都存在這樣的加速現(xiàn)象。

要研究宇宙伽馬射線暴發(fā)生的現(xiàn)象，我們就需要更多的時(shí)間，停留在高層大氣中的時(shí)間越多，對(duì)測(cè)量越有幫助。這是因?yàn)?，宇宙伽馬射線暴的發(fā)生，是呈現(xiàn)一定的規(guī)律性且?guī)в刑囟ǖ陌l(fā)生頻率，每天大約發(fā)生一次伽馬射線暴，其在天空中分布式隨機(jī)的，一般每次最多在數(shù)分鐘左右，但對(duì)某一個(gè)觀測(cè)區(qū)域的伽馬射線，就要有特定的觀測(cè)方案。因此，使用巨型氣球進(jìn)行長(zhǎng)途飛行可以測(cè)量到更多的伽馬射線暴的次數(shù)。

伽馬射線偏振實(shí)驗(yàn)所使用的巨型探空氣球于今年的9月13日，在哥倫比亞科學(xué)氣球維護(hù)中心進(jìn)行電源兼容性測(cè)試。在巨大的氣球上，搭載了伽馬射線偏振實(shí)驗(yàn)所用的儀器。而對(duì)于蟹狀星云中脈沖星異常伽馬射線束的探測(cè)，在本次飛行期間只需進(jìn)行24小時(shí)的工作時(shí)間，就能獲得所需要的數(shù)據(jù)。

另外，18日進(jìn)行的高空氣球飛行探測(cè)同時(shí)也為其他兩個(gè)實(shí)驗(yàn)服務(wù)，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)也是由新罕布什爾大學(xué)進(jìn)行。第一個(gè)是“快速康普頓望遠(yuǎn)鏡”計(jì)劃（FACTEL），其研究目的是評(píng)估高海拔地區(qū)的輻射環(huán)境。第二個(gè)工程試驗(yàn)是，硅光電倍增管探測(cè)技術(shù)，該新型光電倍增管探測(cè)由研究項(xiàng)目的助理教授彼得布洛澤（Peter Bloser）主持。這些設(shè)備室用來(lái)讀出伽馬射線輻射探測(cè)器所產(chǎn)生的信號(hào)。這是一項(xiàng)全新的技術(shù)，對(duì)美國(guó)宇航局多數(shù)空間應(yīng)用的研究都具有很高的價(jià)值。