高能宇宙射线来自银河系外

科学家已经证实超高能宇宙射线来自银河系之外。资料来源:a . chantaluze/s . Staffi/l . Bret

根据我们的报纸，阿根廷的皮埃尔·奥格天文台终于有了确凿的证据，证明自然界中最高能的粒子来自银河系之外。几十年来，科学家们一直相信这种可能性存在，但直到今天，这一事实才得到证实，也就是说，地球上探测到的超高能宇宙射线不是来自银河系内部，而是来自银河系以外的遥远星系。

“这是我们第一次有证据表明最高能量的宇宙射线来自银河系之外。”英国天文学家、天文台的联合创始人艾伦·沃森说。

一个国际研究小组分析了12年的数据，发现高能粒子更有可能来自银河系以外的地区。研究人员在9月22日的《科学》杂志上报道说，这种不对称性与邻近星系的分布基本一致。

超高能宇宙射线的能量超过10到18次方，远远高于人工粒子加速器所能达到的粒子能量。人类研究这种辐射已经有50多年了，但是它的来源和机制仍然是一个谜。

由来自18个国家的400多名科学家组成的研究小组发现，这些宇宙射线不是从太空向地球均匀分布的，而是偏离了特定的方向，偏离了银河系的中心方向120度，这表明超高能宇宙射线并不像一些科学家认为的那样来自银河系内部。

研究小组在分析了皮埃尔·奥格天文台2004年至2016年收集的数据后，得出了上述结论。皮埃尔奥格天文台有1600个粒子探测器，分布面积超过3000平方公里。它是世界上最大的宇宙射线天文台。

格雷戈里·斯诺是该项目的教育和推广协调员，也是美国内布拉斯加大学的物理学教授，他说:“还有其他一些证据，但是这篇论文确实证明了大多数具有最高能量的宇宙射线粒子不是来自银河系。”

斯诺说，在地球上探测到的来自太阳的宇宙射线粒子是低能粒子，其能量远低于皮埃尔·奥格天文台探测到的能量。“我们探测到的粒子能量如此之大，以至于它们一定来自极其剧烈的天体物理现象(比如星系中心的大黑洞)。”

尽管这一发现证实了超高能射线来自银河系之外，但它们的确切来源仍然未知。

研究人员解释说，这主要是因为由于星系的磁场，这些带电粒子的飞行方向可能会偏转几十度。此外，超高能宇宙粒子相对罕见，每年在地球大气层上方每平方公里只能看到一个粒子，相当于一个足球场大小的地方每100年只能看到一个粒子，因此增加了研究的难度。

斯诺指出，宇宙射线提供了宇宙结构的线索。“通过了解这些粒子的起源，我们希望更多地了解宇宙的起源、大爆炸以及星系和黑洞的形成”，以及“这些是天体物理学中最重要的问题”。

威斯康辛大学麦迪逊分校的天体物理学家弗朗西斯·哈尔说:“这真是一个非常大的新闻。对我来说，这是一个惊喜。”哈尔是南极洲大型中微子观测站“冰块”的发言人。

德国伍珀塔尔大学的物理学家、皮埃尔·奥格天文台的发言人卡尔·美因茨·凯普说，这次研究人员积累了大量数据，并相信他们的结果是有效的。哈尔曾表示同意，他说:“我认为对新的研究结果没有任何统计学上的怀疑。”

既然研究人员有了更多的数据，他们将再次尝试寻找与潜在来源相关的可能性。这项研究的结果将在几个月内公布。该合作计划还计划与犹他州的一个较小的天文台(望远镜阵列)合作，试图绘制宇宙射线穿过天空的起源图。

皮埃尔·奥格天文台仍处于初始阶段，耗资1200万美元，这将使它能够用相对丰富的宇宙射线通量更好地测量质子和较重的原子核。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2017-09-25，第二版国际)

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