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紫金山天文台觉察:银河系核心有高能粒子加快器发布日期:2022-10-01 11:04:27     

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  设备展示看板

  宇宙线是一种来自宇宙的高能粒子流,是推敲浩瀚物理和天文题目标首要信使,自1912年由Hess通过热气球发明此后,向来惹起科学界的眷注。

  比来,中国科学院南京紫金山天文台推敲者发明,银河系的核心恐怕存正在高能粒子加快器,以及一种压抑周遭宇宙线海中的射线穿过其核心分子区域的障蔽。这些发明或有帮于咱们剖判宇宙线的开头。

  闭连论文于本地年华11月9日楬橥正在国际著名学术期刊《天然-通信》上,论文作家为中国科学院南京紫金山天文台推敲员黄晓渊、袁强及范一中。

  “宇宙线固然离人们的生涯对比遥远,但正在物理上却向来是推敲的要点。正在粒子加快器成熟之前,宇宙线对咱们剖判粒子组成起到了庞杂的用意,多种根本粒子都是正在宇宙线中最初发明的。”黄晓渊领受倾盆音讯记者采访时透露。

  黄晓渊指出,宇宙线也是除电磁波表最为人类所知的信使粒子,为咱们带明晰多量太阳系表的音讯。宇宙线的推敲对暗物质间接探测也极为首要,恐怕通向新物理。

  宇宙线是开头于太阳系表的高能粒子,最终会抵达地球。此前,人们以为,银河系宇宙线以相对腻滑的宇宙线“海”形态散布正在银河系中。

  的确而言,银河系中的宇宙线可能被超新星残骸的攻击波或大质地恒星的恒星风加快。这些带电的相对论粒子随后将正在银河磁场中扩散传布,恐怕经验再加快、对流、碰撞粉碎和能量牺牲进程,最终导致一个大标准上处于近似稳衡态的宇宙线“海”,其空间散布相比较较腻滑,不存正在突变。

  “正在银河系之内,平常以为超新星奇迹是一类对比好的加快源候选体,然而表面推敲以为超新星奇迹对比难将宇宙线加快到PeV。因为宇宙线和星际介质碰撞,可能出现伽马射线,于是可能用伽马射线来推敲宇宙线源的本质。”黄晓渊透露。

  然而要剖判极高能宇宙线(TeV-PeV),需求进一步寻觅核心分子区(CMZ)区此表发射因素。

  黄晓渊和同事重剖释了费米大视场千里镜的银河CMZ数据,确定了一个GeV-TeV宇宙线因素(一个起先TeV-PeV 由来的低能因素)。作家以为,这支撑了银河核心存正在高能粒子加快器的意见。作家还发明,CMZ的宇宙线测度能量密度低于宇宙线“海”因素。他们以为这证据存正在一种障蔽,挫折粒子从宇宙线海穿透到CMZ。

  银河系的核心(简称“银心”)向来是天文学家最为眷注的天体测验室之一。银心蕴涵有超大质地黑洞、天体以及多量暗物质等,这使得人们对银心的推敲兴味永世不衰。

  “2016年,HESS测验组剖释银心左近区域的弥散伽马射线辐射,以为银心黑洞过去的行径可能加快宇宙线,且可能将宇宙线加快到PeV。这是人类初度发明的恐怕的PeV宇宙线源。” 黄晓渊透露。该加快源很恐怕和银心的超大质地黑洞的行径相闭。银心加快宇宙线辐射的伽马射线能谱

  而此项楬橥的推敲中,推敲团队行使费米卫就克拿星的伽马射线数据,正在更低的能量,正在能事拨谱散布和空间散布上确认了到币紫该银心宇宙线加快源的存正在。推敲团队正在较低的能段认证了HESS等发明的PeV加快源的低能对应体。

  “除此以表,咱们对比无意的发明银河系中弥散的宇宙线布景被阻止了,无法传布进入银心左近区域。于是银心左近的宇宙线首要由银心过去行径所新加快的宇宙线组成。”黄晓渊透露。

  推敲团队发明正在银心左近的核心分子云区域的宇宙线能量密度比分子云表的宇宙线“海”的能量密度更低。这意味着核心分子云阻滞了宇宙线“海”中的高能粒子穿入该区域。其物理来历恐怕是由于分子云中的磁场强度更高,将宇宙线粒子障蔽正在分子云表。

  相同的磁障蔽效应正在咱们的太阳系中实在早已观测到,即宇宙线的太阳调造效应。咱们的银河系举座也相同于如许一个壁垒,将河表的低能宇宙线“拒之门表”。

  推敲团队总结道,将来对银河系核心的3D修模或能帮帮咱们剖判宇宙线的开头,以及它们正在银河系核心的传输。

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