科學家最近探測到有史以來銀河系內發出的最強宇宙射線,是地球上人造粒子加速器可以達到能量的幾百倍,是之前最高紀錄保持者的兩倍多。

4月5日發表於《物理評論快報》(Physical Review Letters)的研究宣佈,「第一次發現位於銀河系內能量介於100萬億電子伏特(TeV)到1,000萬億電子伏特(PeV)之間的瀰散伽馬射線」。

相比之下,地球上最強大的粒子加速器歐洲核研究組織(CERN)的大型強子對撞機(LHC)能產生的射線能量只有6.5 TeV。這份研究探測到的射線能量達到957 TeV。

PeV是TeV的一千倍。位於西藏羊八井鎮的宇宙射線觀測台共探測到23個高於298 TeV、1個接近1PeV的瀰散伽馬射線。這個觀測台位於海拔4,300米高處,由地面上600多個觀測器的ASγ表面陣列和地下的繆子水切倫科夫探測器組成。

在過去幾十年來,科學家一直在記錄來自宇宙空間的高能伽馬射線。推測它們是由激烈的天體事件,比如恆星爆炸、黑洞周圍的吸積盤彈射物質等事件所發出。

研究人員追蹤到這些射線來自蟹狀星雲(Crab Nebula),不過這只是一個大概的範圍,還沒有確定究竟是甚麼天文事件發出的這些射線。

高能宇宙射線由質子和其它原子殘骸組成,原本帶有電荷,在星系內傳播的時候很容易被不同的磁場影響,使得路線彎曲。當這些高能宇宙射線與星際介質相互作用的時候,發生核反應,成為不帶電荷的瀰散伽馬射線,才被科學家探測到。

它們變成伽馬射線後,在銀河系內傳播的路線就更直一些,但是到了這個階段,要追溯它的源頭已經比較困難。

而且,很可能這些PeV射線的來源已經不存在了。研究人員表示,下一步希望找到這些事件源頭,了解它們仍然在發出射線,還是已經趨於平靜。

這份研究的作者之一東京大學宇宙射線研究所的高田真人(Masato Takita)說:「已經死亡的PeV射線就像滅絕的恐龍一樣,我們只能看到它們在數百萬年間留下的、遍佈銀河系的足跡。如果我們能定位實實在在的、仍然活躍的PeV射線,我們就可以試圖解答更多的疑問。」#
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