天体'春天'倾泻出宇宙射线

2017-04-21 06:05:54

作者:玛吉·麦基,圣地亚哥美国物理学家可能已经发现了从各个方向冲入地球的神秘粒子的天体“弹簧”超高能宇宙射线(UHECRs)的潜在来源仍然是物理学中最大的谜题之一,但这项新工作表明它出现在已知现象中,而不是异国情调的假设形式的物质中在过去十年中,仅观察到100个这些带电粒子它们似乎主要是质子和原子核磁场 - 具有未知来源 - 将粒子加速到几乎光速这使得UHECR如此精力充沛,以至于一些天文学家怀疑即使是最极端的宇宙事件,例如黑洞的爆发,也可以解释它们的力量它们也非常罕见,每个世纪只在地球上任何一平方公里他们来自天空 - 他们碰巧在太空中遇到的任何磁场从原始路径偏转但是具有较高能量的宇宙射线偏转的能量低于能量较低的宇宙射线,允许较高能量的粒子以相对直线的方式行进因此,天文学家已经扫描了天空中的“点源”,这些“点源”喷出了许多这些粒子,到目前为止,只发现了两个UHECR来自同一地区的极少数但美国纽约市纽约大学物理学家格伦尼斯法拉尔(Glennys Farrar)使用一种新的分析技术来识别出来自同一片天空的五个UHECR Farrar说,那个五重奏只有一万分之一的机会成为侥幸在两次实验中观察到的308个UHECR中的颗粒美国犹他州的一架名为HiRes的望远镜,可以看到251条这样的宇宙射线产生的光线,当它们进入大气层并产生一连串的二次粒子时日本的一系列地面探测器称为AGASA,测量了57个UHECR的二次粒子 Farrar解释说,这五条宇宙射线在10年内到达 - 这是一个不足为奇的时间滞后,因为任何介入的磁场都可能对粒子产生可变的加速效应它们来自一片大约满月的天空,从地球和大熊座的方向看 - 也被称为北斗七星或大熊当Farrar和他的同事们搜索天体数据库以找到沿着那条视线的物体时,她发现基本上只有空旷的空间但是,距离地球5.5亿光年,她发现了两个拥挤的星系团 - 包含大约50个星系 - 相互碰撞这表明五个宇宙射线被银河系碰撞本身或星系内的其他一些现象加速到高能它还表明五个UHECR在太空中保持相对接近,因为只有弱磁场 - 如果有的话 - 存在于空隙中,允许粒子直接无阻碍地驶向地球 “宇宙中的磁性结构看起来像是阴天,由于空洞而有很少的蓝天斑点,”法拉尔说,宇宙射线的潜在来源可能是一个长期存在的过程 - 如一个超大质量的黑洞,可以摧毁周围的物质 - 或者是碰撞的星系团产生的磁场冲击或者它可能是由一个突然的灾难性事件产生的,例如物质和能量的爆炸,它标志着一些黑洞的诞生,发出伽马射线爆发 Farrar正在搜索该部分天空中伽马射线爆发的档案数据,并希望Chandra X射线天文台能够搜寻黑洞的迹象但分析如果得到证实,似乎确实排除了UHECR诞生的更为古怪的可能性,例如大爆炸遗留下来的无形,超重物质的衰变这些推测粒子不会带电并且不受磁场的影响,