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银河系中心存在神秘“能量陷阱”:捕获高能宇宙射线
2022-09-12

科学家发现银河系中心存在一个“陷阱”,能够捕获高能宇宙射线。该现象是基于美国宇航局伽马射线太空望远镜和高能立体视野望远镜(HESS)观测数据得出的。 2016年一项天文观测结果显示,伽马射线达到近50万亿电子伏特(TeV),这大约是费尔米大视场望远镜观测能量的50倍。

新浪科技讯 北京时间8月2日消息,据国外媒体报道,目前,科学家在银河系中心最新发现一个“能量陷阱”,能够捕获高能量宇宙射线。这些粒子以接近光速的速度运行,科学家认为它们产生于银河系中心外侧,之后这些粒子被气体云减缓速度。

该现象是科学家通过“费尔米伽马射线太空望远镜”和高能立体视野望远镜(HESS)观测发现的,研究人员指出,该区域可能聚集银河系最快速的粒子。研究报告负责人、荷兰阿姆斯特丹大学丹尼尔·加格罗(Danielle Gaggero)说:“我们研究结果表明,大多数宇宙射线占据银河系最深处区域,并且它们是能量最充沛的,产生于银河系中心之外的活跃区域,之后宇宙射线减缓穿过,并与气体云发生交互反应。”

费尔米伽马射线太空望远镜和高能立体视野望远镜观测到多数伽马射线喷射物产生的交互作用。研究人员指出,大约90%的宇宙射线是质子,剩余的是电子和原子核。当它们穿过太空,磁场将破坏它们的路径,使其很难确定它们的起源。但是研究人员表示,宇宙射线和物质之间的交互反应为他们提供进一步的线索。

美国宇航局指出,这些交互作用导致了伽马射线释放,这是一种最高能量的光形式。2016年一项天文观测结果显示,伽马射线达到近50万亿电子伏特(TeV),这大约是费尔米大视场望远镜观测能量的50倍。

高能立体视野望远镜是一个陆基天文观测设备,它能探测到当大气层吸收伽马射线的释放物质,以蓝色光的形式将粒子发送进入太空。另一方面,费尔米伽马射线太空望远镜能够探测到宇宙射线。

在这项最新研究中,研究人员结合两种类型的观测数据,发现源自银河系中心释放物的连续伽马射线光谱。研究报告合著作者、西班牙马德里物理理论学院马尔科·陶索(Marco Taoso)说:“一旦我们消减亮点光源,我们发现费尔米大视场望远镜和高能立体视野望远镜具有很好的一致性,这有点儿令人感到意外,因为使用了不同能量窗口和观测技术。”

研究人员指出,这表明银河系中其它区域发现的相同宇宙射线与银河系中心伽马射线密不可分,但是这种最高速能量粒子移动效率非常低。研究报告合著作者、欧洲核子研究中心阿尔弗雷多·厄尔巴诺(Alfredo Urbano)说:“研究表明能量最强的宇宙射线在银河系中心度过的时间更多,远超出之前科学家的预期,因此它们对伽马射线形成较强的影响。”

虽然这种效应没有在传统宇宙射线运动模型中体现出来,研究人员称,模拟结果与费尔米伽马射线太空望远镜具有较强的一致性。研究报告合著作者、安东尼奥·马里内利(Antonio Marinelli)说:“用于形成伽马射线的相同高速粒子碰撞也能产生中微子,它们是速度最快、最轻,人们对其了解甚少的粒子。”

美国宇航局戈达德太空飞行中心费尔米研究小组成员里贾纳·卡普托(Regina Caputo)说:“南极洲冰立方实验探测到太阳系之外的高能量中微子,但是精确定位其来源是非常困难的。”这项研究结果表明,在不久的将来,银河系中心可能探测到一个强大的中微子源,这将是非常令人兴奋的。(叶倾城)

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