超高能宇宙射線是來源於銀河系外的

2023-03-31 09:52:46 1

在阿根廷皮羅吉天文臺工作的天文學家發表了關於超高能宇宙射線的銀河系外來源的論文。他們的測量採用了5.2σ的統計置信水平，由此得出的結論解決了關於能量大於1ev(1018 ev)的輻射源的長達幾十年的討論。

大多數宇宙射線來自從外層空間撞擊地球的原子核，能量在109電子伏到1020電子伏之間。因為有電壓，宇宙射線被穿過銀河系的磁場偏轉。這個過程就像隨機散射光穿透濃霧，從而否定了所有關於宇宙射線來自哪裡的討論。

因此，在地球上探測到的宇宙射線來自四面八方。這讓天文學家想知道銀河系中的原子是在加速還是來自銀河系之外。

小偏轉

雖然偏轉沒有預期的那麼完美。超高能宇宙線測量器可以提取部分宇宙線信息，因為由於磁場的影響，這些射線不會像低能宇宙線那樣偏轉。一組國際研究人員已經證實了這個結論。他們研究了超過30，000條能量超過8eV的超高能宇宙射線到達地球。

當宇宙射線粒子與大氣中的原子核碰撞時，它們會產生數億個分散在地球上的粒子。皮羅吉天文臺由1，600個切倫科夫粒子探測器組成，位於阿根廷3，000平方公裡的地方。多個探測器可以探測瀑布宇宙射線，每個探測器可以準確探測宇宙射線的到達時間，從而探測宇宙射線的方向。宇宙射線的能量取決於切倫科夫探測器接收到的信號密度。

螢光射線

在天文臺的四個獨立區域放置了27個螢光望遠鏡。它們被用來發現大氣中粒子瀑布和氮氣之間相互作用發出的螢光。這些信息用於調整切倫科夫探測器測量的宇宙射線的方向和能量數據。

測量數據顯示，一半的天空超能宇宙射線的到達率比另一半的天空高約6%。此外，多餘的部分主要來自距離銀河系中心120度的方向——暗示了銀河系外的起源。在收集了由於銀河系磁場的影響而按預期彎曲的這些宇宙射線的數據後，研究小組認為這些粒子來自鄰近星系的高密度宇宙空。

令人興奮的結果

「我認為這是最令人激動的消息之一。利茲大學的艾倫·沃森說:「它解決了吉姆·克羅寧和我在25年前建立天文臺時想要解決的問題。」。他是皮羅吉天文臺的名譽發言人。

因為超高能宇宙射線不是來自我們的星系，它們可能來自與銀河系不相似的星系。沃森指出，它可能來自半人馬座a等星系

那些星系有大量的黑洞。黑洞會爆發出相對較強的粒子噴流。沃倫告訴物理世界，這些衝擊波可以加速原子核產生超高能宇宙射線。接下來，皮羅吉天文臺將研究構成超高能宇宙射線的原子核類型。這是天文臺任務的下一階段。這項被稱為奧美重量的任務將持續到2025年。它將用塑料閃光燈覆蓋每個切倫科夫探測器。

塑料閃光體將被用來探測宇宙射線瀑布中的μ子。例如，探測μ子的組成將使科學家能夠區分宇宙射線瀑布是由氫核還是鐵核產生的。不同的原子核有不同的質量和電壓。這決定了宇宙射線將如何被磁場彎曲。這些信息將幫助我們進一步了解銀河系的磁場，並最終確定超高能宇宙射線的來源。這項研究發表在科學雜誌上。

作者:哈米什·約翰斯頓

風雲:陳

如果有任何侵犯相關內容，請聯繫作者在30天內刪除它。

複製也需要授權，應該注意保持完整性和指出來源。