在銀河系中心發(fā)現(xiàn)的超高能量宇宙射線的來源

使用HESS。(高能立體系統(tǒng))天文臺是納米比亞四個成像大氣Cherenkov望遠(yuǎn)鏡的系統(tǒng)，天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種非常強(qiáng)大的宇宙射線源，其能量在我們的銀河系中從未觀測到過。

從大氣層以外的任何地方轟擊我們的星球的粒子被稱為宇宙射線。這些粒子中的一些來自太陽，但大多數(shù)來自太陽系外的來源，被稱為銀河宇宙射線。

大約85%的銀河宇宙射線是質(zhì)子(氫原子核)，約12%由α粒子(氦原子核)組成; 其余部分是較重原子的電子和原子核。這些粒子在過去的幾百萬年里可能已經(jīng)加速了，并且已經(jīng)在我們的銀河系中多次行進(jìn)，被磁場所困。

當(dāng)它們穿過極薄的星際介質(zhì)氣體時，一些宇宙射線會相互作用并發(fā)射伽馬射線，這就是我們知道它們穿過銀河系的方式。這些伽馬射線以直線傳播，不受磁場的影響，因此可以追溯到它們的原點。

當(dāng)一種非常高能量的伽馬射線到達(dá)地球時，它與高層大氣中的分子相互作用，產(chǎn)生一陣二次粒子，發(fā)出所謂的切倫科夫光的短脈沖。通過檢測這些閃光，在過去的30年中已經(jīng)確定了超過100種非常高能伽馬射線源。

“今天我們知道，我們的銀河系中會產(chǎn)生超過100 teraelectronvolts(TeV)能量的宇宙射線，超新星殘骸和脈沖星風(fēng)星云等天體，”漢堡大學(xué)天文學(xué)家Attila Abramowski博士及其同事來自HESS Collaboration 。

“然而，到達(dá)地球的宇宙射線的理論論證和直接測量表明，我們銀河系中的宇宙射線工廠至少應(yīng)該能夠提供高達(dá)一個電子伏特(PeV)的粒子。”

“雖然近年來發(fā)現(xiàn)了許多多TeV加速器，但到目前為止，尋找能量最高的銀河宇宙射線源并不成功，”他們解釋道。

昨天在“ 自然 ” 雜志上報道的對銀河系中心區(qū)域的新觀測提供了“這種PeV宇宙射線加速的直接指示”。

通過獨特的測量，Abramowski博士及其合著者能夠確定這些超高能粒子的來源。

“在銀河系中心33光年的某處，有一個天體物理源，能夠?qū)①|(zhì)子加速到大約一個電子伏特的能量，持續(xù)至少1000年，”來自法國CEA Saclay的團(tuán)隊成員Emmanuel Moulin博士說。 。

與'TeVatron'類似，這是第一個達(dá)到1 TeV能量的人造加速器，新發(fā)現(xiàn)的宇宙加速器被稱為'PeVatron'。

“我們提出超大質(zhì)量黑洞射手座A *與這顆PeVatron有關(guān)，”科學(xué)家說。

“射手座A *在過去經(jīng)歷了活躍的階段，正如X射線爆發(fā)和銀河系中心外流所證明的那樣。”

“雖然目前的粒子加速率不足以對銀河宇宙射線做出實質(zhì)性貢獻(xiàn)，但射手座A *在過去的一千萬年中可能會更加活躍，因此應(yīng)被視為超新星遺跡的可行替代方案。他們說，這是一種petaelectronvolt銀河宇宙射線。