暗物质 和暗物质和黑洞并称为宇宙三大神秘谜团之一的超高能宇宙射线之谜( 三 )
目前有一个候选者作为超高能宇宙射线的来源,当星爆星系内的物质以极快的速度形成恒星时就会产生超高能射线。正如在1999年首次假设的那样,附近的星爆星系通过集体相互作用将核内加速到超高能量,结合星系中央密集区域的众多超新星爆炸,创造出一个星系规模的外流气体即宇宙超级风暴。
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随着这股超级风暴的扩张,它的密度变小,使流动速度减慢到亚音速--实际上是停止了本身的进展。研究人员预测:"这种宇宙风暴会产生一个巨大的冲击波,类似于核弹爆炸后产生的冲击波,但要强几十倍。
至关重要的是,这种扩散性冲击加速器的过程可以将气体粒子逼近到接近光速的水平。粒子通过时会被磁场束缚,在类星体的轨道上绕来绕去,这些小小的能量不断提升积累起来,直到粒子达到逃逸速度并飞向太空。最近在俄歇效应的最新发现的背景下重新审视了这项观测实验。
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最近有些科学家重新审视了一个新观点,星系中心强大的黑洞喷流可能是超高能宇宙射线的来源动力。首先他们将模型与观察到超高能射线粒子流的通量和组成数据进行了比较,发现与实验观察结果很匹配。但最耐人寻味的是,他们表明通过详细说明高能射线、中微子和伽马射线可能都是由活动星系核内产生的,可以进一步解释南极洲冰立方中微子观测站、费米伽马射线空间望远镜和奥格同时收集的数据。最美丽的可能性是这三种信使粒子都来自同一类来源。
他们来自哪里?
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如果我们知道超高能宇宙射线来自哪里,那么选择哪个来源产生它们的任务就会容易得多。但在宇宙射线科学中没有 "容易 "这回事。奥格和望远镜阵列的科学家们并不气馁,他们使用可能加速超高真空辐射的潜在候选物体目录,然后试图将它们与他们观测到的宇宙射线的到达方向相匹配。随着越来越多的数据的到来,这两个设施已经各自确定了一个区域,这些射线的很大一部分似乎来自这个区域。
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超高能粒子流的奇怪信息来源:距大熊座星座约1200万光年的星爆星系M82(如上图)可能是超高能恒星的发源地。
就以俄歇效应而言这个区域包含了一些星爆星系,而且还有半人马座A--是离银河系最近的巨型星系承载着一个活跃的银河系核心区域。至于望远镜阵列,它的 "热点 "就在大熊星座的把手下面,它更清楚地表明了一个到达方向,四分之一检测到的超高能宇宙射线信号来自一个只占天空6%的40°圈。尽管星系M82居住在大熊座约1200万光年外的热点地区,那片天空中的其他各种类型的天体也可能是超高能射线的诞生地。
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如果说它是星爆星系,那么相关性就发生在M82的方向上或者是半人马座A的方向,正如我们人类目前还不知道超高能宇宙射线是什么,也不知道是什么加速了它们,所以它们在天空中的哪个位置也被遮住了。
【 暗物质|和暗物质和黑洞并称为宇宙三大神秘谜团之一的超高能宇宙射线之谜】我们可能不久就会找到答案。因为国际皮埃尔-奥格天文台和望远镜阵列的升级正在进行中,而研究人员正在探索新的高级材料设施,如极端多信使天体物理学探测器(POEMMA)卫星。如同中国的天问一号到达火星探索一样,随着科学技术的进步,有朝一日这些神秘的高能射线粒子的质量和来源之谜可能在十年内最终被我们人类所揭开。
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