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沐鸣平台登陆线路银河系新发现的高能辉光暗示了宇宙射线的秘密


根据一篇新论文,银河系散发着伽马射线的薄雾,其能量远远超过物理学家在地球上所能产生的任何东西。即将发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上的这项研究检测到的伽马射线来自整个银河系的圆盘,达到了近一千万亿(1015)电子伏特,即petaelectron volt或PeV。

这些弥散的伽马射线暗示了银河系中强大的宇宙粒子加速器的存在。物理学家认为,这种加速器是神秘的高能宇宙射线和带电粒子的来源,这些粒子在银河系中倾斜,有时会紧急降落在地球上。当主要由质子组成的宇宙射线撞击星际碎片时,它们会产生伽马射线,这是一种高能光。

科学家们怀疑,某些银河系环境可能会将宇宙射线粒子加速到超过PeV。相比之下,人类制造的一流粒子加速器——大型强子对撞机(Large Hadron Collider)能将质子加速到6.5万亿电子伏特。但是物理学家们还没有确定任何能够达到PeV的自然宇宙加速器,即pevatron。一种可能性是超新星残留物,即爆炸恒星的残留物,承载着可以加速宇宙射线到这种能量的冲击波(SN: 11/12/20)。

如果pevatron存在,它们发出的宇宙射线就会渗透到星系中,产生一种弥散的能量极高的伽马射线。这正是西藏AS-gamma实验的研究人员所发现的。蒙特利尔麦吉尔大学的物理学家大卫·汉纳没有参与这项研究,他说:“很高兴看到这些东西相互配合。”

科学家们相信,在宇宙射线从它们的诞生地喷射出来之后,沐鸣平台登陆线路它们就漫游在银河系中,被其磁场扭曲。“我们生活在宇宙射线的泡沫中,”罗马国家核物理研究所的天体物理学家保罗·利帕里(Paolo Lipari)说,他没有参与这项研究。由于它们不受磁场的偏转,伽马射线会指向它们的源头,从而揭示了流动的宇宙射线的位置。这项新研究“给了你关于这些粒子如何填充星系的信息。”

低能量的伽马射线也渗透到银河系中。但我们需要更高能量的伽马射线才能理解最高能量的宇宙射线。“一般来说,伽马射线的能量越高,宇宙射线的能量就越高,”斯坦福大学的天体物理学家埃琳娜·奥兰多(Elena Orlando)说,她没有参与这项研究。“因此,该探测……告诉我们PeV宇宙射线在星系盘中产生和传播。”

在中国进行西藏伽玛实验的科学家们观察到来自银河系圆盘覆盖的天空区域的伽玛射线,沐鸣平台登陆线路其能量在100万亿到1千万亿电子伏特之间。对38种最高能量的伽马射线(超过398万亿电子伏特)可能来源的研究一无所获,这支持了伽马射线来自银河系漫游的宇宙射线的观点。最高能量的伽马射线携带约957万亿电子伏特。

西藏AS-gamma的研究人员拒绝对这项研究发表评论。

科学家们以前已经看到过来自银河系单个源头的能量极高的伽马射线,比如蟹状星云,一个超新星遗迹(SN: 6/24/19)。这些伽玛射线可能是以另一种方式产生的,由在宇宙加速器内循环的电子辐射伽玛射线产生。