在北鬥七星下方發現了一個“熱點”,它發出不成比例的最高能量宇宙射線

回望燈仍在 2021-11-20 17:14:06

在北鬥七星下方發現了一個“熱點”,它發出不成比例的最高能量宇宙射線。

這一發現使物理學朝著確定宇宙中能量最高粒子的神秘來源又邁進了一步。科學家說:“這讓我們更接近于找出來源,但還沒有發現這種粒子是怎麽傳播的。”

我們所看到的只是天空中的一個斑點,在這個斑點內部有各種各樣的東西,它們可能是”強大宇宙射線的來源,科學家確定:“現在我們知道去哪裏找了。”

許多天體物理學家懷疑超高能宇宙射線是由活動星系核 (AGN) 産生的,其中物質被吸入星系中心的超大質量黑洞,而其他物質則被稱爲束狀射流噴出布拉紮爾。另一種可能性是能量最高的宇宙射線來自一些爆炸的恒星,稱爲“超新星”,它們發出伽馬射線暴。 較低能量的宇宙射線來自太陽、其他恒星和爆炸恒星,但能量最高的宇宙射線的來源一直是一個長達數十年的謎。

來自銀河系以外的粒子

1912年發現的宇宙射線確實是粒子,而不是射線,它們可以是裸質子(氫原子核),也可以是碳、氧、氮或鐵等較重元素的原子核。許多物理學家認爲超高能宇宙射線只是質子,盡管有些人懷疑它們也可能是氦和氮原子核。

除了活動星系核和伽馬射線發射器,可能的來源包括嘈雜的射電星系、碰撞星系的沖擊波,甚至一些奇異的假設來源,如所謂的“宇宙弦”或大爆炸遺留下來的,138億年前的宇宙大質量粒子的衰變。

超高能宇宙射線是指高于約10億電子伏特的宇宙射線。如果超高能宇宙射線可以穿透地球大氣層並擊中某人的頭部,那麽單個亞原子粒子對頭骨來說就像是一個快球。

超高能宇宙射線來自我們銀河系之外,大約有12萬光年寬。但其中90%一定來自 3 億光年以內,因爲來自更遠距離的強大宇宙射線會因與宇宙微波背景輻射(大爆炸的微弱余輝)的相互作用而減弱。

如何探測和測量宇宙射線

望遠鏡陣列使用兩種方法來探測和測量宇宙射線。分布在沙漠中的三個位置,一組稱爲熒光探測器的鏡子,觀察天空是否有當宇宙射線撞擊大氣中的氮氣分子時産生的微弱藍色閃光。

這些碰撞會與大氣氣體産生一系列其他碰撞,從而産生粒子的“空氣淋浴”,分布在800平方公裏的沙漠中的523個類似桌面的閃爍探測器會探測到這些粒子。在這項新研究中,科學家們使用了507個閃爍探測器來研究超高能宇宙射線。熒光探測器有助于確定宇宙射線粒子的能量和化學成分。

宇宙射線熱點

新研究著眼于超過570億電子伏特的超高能宇宙射線。科學家選擇了這個高截止值,因爲最高能量的宇宙射線在太空中受到的磁場彎曲最少,彎曲掩蓋了它們來自的方向,從而掩蓋了它們的來源位置。

望遠鏡陣列在2008年5月11日至2013年5月4日期間記錄了這些強大的宇宙射線。在五年中,只有72個這樣的粒子被探測、確認和分析了它們的能量和源方向。

但在這些宇宙射線中,有19條被探測到來自熱點方向,而如果宇宙射線隨機來自天空的各個部分,則預期只有4.5條。

熱點在哪?

熱點是一個直徑爲40度的圓圈,代表北方天空的6%,我們有四分之一的活動在那個圈子裏,而不是百分之六,該熱點位于大熊座西南角的中心,其中包括被稱爲北鬥七星的恒星排列。 該熱點位于赤經9小時47米和赤緯43.2° 的中心,熱點靠近“超星系平面”(相當扁平的室女座星系超星系團),我們的銀河系位于超星系團的外圍。

研究人員計算出,熱點是統計上的僥幸,而非真實的幾率僅爲萬分之一。如果事實證明這是真的,地球北部和南部熱點的宇宙射線一定來自不同的來源。目前科學家正在進行的另一項研究表明,北方天空中超高能宇宙射線的分布與宇宙的大尺度結構是一致的。這意味著宇宙射線往往來自宇宙中物質集中在星系團和超星系團的區域。

總結:它告訴我們,這些粒子至少很有可能來自我們可以看到的物質,而不是不同類別的機制,在這些機制中,你會通過奇特的過程産生這些粒子,例如宇宙弦。它爲我們指明了搜索的下一個合乎邏輯的步驟:建造一個更大的探測器,每年收集四倍的 [超高能宇宙射線]事件。隨著事件的增多,我們更有可能在該熱點團塊中看到結構,這可能會將我們指向真正的來源。

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5 阅读:1305
评论列表
  • 2022-11-24 15:41

    我家被發現了,看來我得考慮搬家了

  • 2023-01-11 17:14

    東搬西抄,頭發胡子一把抓,不知要表達什麽?

  • 2022-11-07 23:59

    有熱點的話要趕緊連接、人多了的話會卡機……

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