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宇宙射线的起源之谜终于解决了

发布时间:2017-12-27 01:06:09来源:未知点击:

作者:Lisa Grossman视频:恒星大灾变以接近光速的速度不断撞击地球大气层的质子从爆炸的恒星中获取巨大的能量至少那是物理学家和天文学家长期以来所怀疑的,但直到现在,这个想法的直接证据很难得到宇宙射线是从太空到达地球的任何带电粒子几乎所有这些都是质子,有些已经加速到高于地球上的粒子加速器所达到的速度尽管自1912年以来我们已经了解宇宙射线,但它们的起源仍然是一个难题 “这是一个有百年历史的谜团,”位于加利福尼亚州门洛帕克的SLAC国家加速器实验室的Stefan Funk说 “是什么产生了这些巨大的能量”物理学家怀疑一个可能的来源是银河系中超新星的暴力爆发在过程中吹出的材料移动得如此之快,以至于产生冲击波每当质子穿过冲击波边界时,它就会受到冲击因为质子被充电,它们会被磁场捕获,这些磁场会在震动中来回传播很多次,就像网球在网上来回蹦蹦跳跳一样 “最终他们的能量变得足够大,以至于他们可以离开震动区域,”Funk说 “然后它是一种新生的宇宙射线”但磁场也可以在通往探测器的途中偏转宇宙射线当他们到达地球时,他们的方向完全被扰乱,使得难以确定它们的起源需要解决这个问题的另一种方法 - 伽马射线提供了它我们知道,当高能质子与低能质子进一步碰撞时,碰撞的暴力会间接产生伽马射线它们是不带电的,所以直线行进,不受磁场影响 Funk及其同事使用费米伽马射线太空望远镜观察了银河系中两颗最亮的超新星遗迹来自这些物体的伽马射线是否具有由质子碰撞产生的标志性特征 Funk说,由于能量守恒,质子碰撞过程中产生的伽马射线的最小能量约为150至200兆电子伏特如果大量的质子在超新星遗迹附近发生碰撞,那么应该有更多来自该区域的能量或更高能量的伽马射线 - 而且几乎没有能量来自更低的能量“这正是我们所看到的,”Funk说 “这是一种特有的吸烟枪特征,它绝对独特地告诉我们,我们所看到的是来自加速质子的伽马射线”“这是一个相当大的交易,”威斯康星大学麦迪逊分校的Stefan Westerhoff说道没有参与工作 “超新星残骸是宇宙射线加速的地点,已经被怀疑很长一段时间了,并且有一段时间有间接证据”费米结果“是一个非常简洁的测量,可能几乎解决了这个问题”,他说然而,这一发现并未解释所有宇宙射线的起源有些是μ子或正电子而不是质子 - 有一类,即超高能宇宙射线,可能来自我们银河系之外期刊参考:Science,DOI:10.1126 / science.1231160关于这些主题的更多信息: