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银河系中发现的十几个超高能粒子加速器，这些发现有什么作用呢？

作者：菜叶时间：2022-09-07 17:28

简介：随着研究人员在我们的银河系中发现十几个超强大的天然粒子加速器，百年之久的天体之谜离被解决又近了一步。这

【菜叶百科解读】

　　随着研究人员在我们的银河系中发现十几个超强大的天然粒子加速器，百年之久的天体之谜离被解决又近了一步。

　　这些发现有助于天文学家了解宇宙射线的起源，即带电粒子和原子核以近光速在太空中飞行，其中充满了令人难以置信的能量。

　　据美国宇航局称，宇宙射线是在1912年发现的，它几乎从银河系的各个方向到达，尽管科学家们尚未确切确定它们如何达到其超快速度。

　　中国南京附近紫金山天文台的天体物理学家刘思明告诉《生命科学》，许多研究人员怀疑宇宙射线在超新星爆炸中死亡时会从大量恒星中甩出。他补充说：“在这样的事件中，恒星在两个月内释放出与他们一生相同的能量。”

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　　刘说：“但即使像这样的强力爆炸，也只能赋予宇宙射线不到千万亿电子伏特（PeV）或四千万电子伏特的电压。天文台已经捕获了超高能宇宙射线，其能量超过了这一水平，到目前为止，还没有人能够弄清楚它们来自宇宙中的何处。”

　　刘说，发现宇宙射线的来源一直很困难，因为作为带电的实体，它们会被银河中丰富的磁场偏转。他补充说，这意味着在地球上捕获的宇宙射线不会直接指向其起点。

　　但是，当它们远离源头喷射时，宇宙射线可以与周围的气体相互作用，并以宇宙射线能量的十分之一产生伽马射线。这些射线不带电，因此沿直线传播，为发现它们的来源提供了一种方法。

　　刘和他的同事们一起使用了中国的大型高空空气淋浴天文台（LHAASO），它是四川省青藏高原边缘海子山顶上正在建设的设施，用于间接观察伽马射线光。随着伽玛射线撞击地球大气层，它们生成可以在LHAASO的上千台探测器，这将最终蔓延超过0.4平方英里（1平方公里）的区域被捕获粒子簇射，根据一份新闻稿。

　　尽管仅在阵列工作的一半时就获得了数据，但它能够揭示整个银河系的十二种来源——被称为PeVatrons，因为它们能够向具有Peta电子伏特的能量注入亚原子粒子。这些实体的力量至少是地球上最大的粒子加速器大强子对撞机的100倍。

　　研究小组还探测到了有史以来最强大的伽马射线光子或轻粒子——一个具有1.4 PeV的物体。他们于5月17日在《自然》杂志上报告了他们的发现。

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　　在PeVatron中有一些很熟悉的天体，例如蟹状星云，它已知含有一颗被称为脉冲星的死星，它可能是宇宙射线加速器的潜在嫌疑人。但清单上还包括天鹅座星座中一个活跃的恒星形成区域，研究人员不得不为正在那里发射出如此强大的粒子而scratch之以鼻。

　　刘说：“LHAASO只能将PeVatron辐射源定位在几十或几百个光年内，因此很难确切知道每个区域的哪些物体正在引起加速。”

　　尽管如此，“这是迈出的重要一步，”德国马克斯·普朗克物理研究所的天体物理学家Razmik Mirzoyan告诉Live Science。Mirzoyan补充说：“LHAASO很快将比以前的任何此类望远镜大四倍，这将使其开启超高能观测的新时代。”

　　Mirzoyan是合作的一部分，该合作正在南半球建立类似的设施，以磨练超高能宇宙射线源。他说：“通过将来自该设施的信息与来自在电磁光谱中观察到的望远镜和观察中微子的望远镜数据相结合，有可能该领域最终将在约10年内知道这些神秘实体的起源。”

　　Lui同意，将来用LHASSO和其他仪器进行的观测应该有一天可以帮助查明宇宙射线如何达到如此惊人的速度和能量。他说：“我们希望我们能解决这个问题。” “这些观察结果为回答这个问题提供了可能性。”

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