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超高能宇宙射线是来源于银河系外的

时间:2023-08-11 02:21 来源:网络 作者: 菜叶

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在阿根廷皮罗吉天文台工作的天文学家发表了关于超高能宇宙射线的银河系外来源的论文。他们的测量采用了5.2σ的统计置信水平,由此得出的结论解决了关于能量大于1ev(1018 ev)的辐射源的长达几十年的讨论。

超高能宇宙射线是来源于银河系外的

大多数宇宙射线来自从外层空间撞击地球的原子核,能量在109电子伏到1020电子伏之间。因为有电压,宇宙射线被穿过银河系的磁场偏转。这个过程就像随机散射光穿透浓雾,从而否定了所有关于宇宙射线来自哪里的讨论。

因此,在地球上探测到的宇宙射线来自四面八方。这让天文学家想知道银河系中的原子是在加速还是来自银河系之外。

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小偏转

虽然偏转没有预期的那么完美。超高能宇宙线测量器可以提取部分宇宙线信息,因为由于磁场的影响,这些射线不会像低能宇宙线那样偏转。一组国际研究人员已经证实了这个结论。他们研究了超过30,000条能量超过8eV的超高能宇宙射线到达地球。

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当宇宙射线粒子与大气中的原子核碰撞时,它们会产生数亿个分散在地球上的粒子。皮罗吉天文台由1,600个切伦科夫粒子探测器组成,位于阿根廷3,000平方公里的地方。多个探测器可以探测瀑布宇宙射线,每个探测器可以准确探测宇宙射线的到达时间,从而探测宇宙射线的方向。宇宙射线的能量取决于切伦科夫探测器接收到的信号密度。

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荧光射线

在天文台的四个独立区域放置了27个荧光望远镜。它们被用来发现大气中粒子瀑布和氮气之间相互作用发出的荧光。这些信息用于调整切伦科夫探测器测量的宇宙射线的方向和能量数据。

测量数据显示,一半的天空超能宇宙射线的到达率比另一半的天空高约6%。此外,多余的部分主要来自距离银河系中心120度的方向——暗示了银河系外的起源。在收集了由于银河系磁场的影响而按预期弯曲的这些宇宙射线的数据后,研究小组认为这些粒子来自邻近星系的高密度宇宙空。

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令人兴奋的结果

“我认为这是最令人激动的消息之一。利兹大学的艾伦·沃森说:“它解决了吉姆·克罗宁和我在25年前建立天文台时想要解决的问题。”。他是皮罗吉天文台的名誉发言人。

因为超高能宇宙射线不是来自我们的星系,它们可能来自与银河系不相似的星系。沃森指出,它可能来自半人马座a等星系

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那些星系有大量的黑洞。黑洞会爆发出相对较强的粒子喷流。沃伦告诉物理世界,这些冲击波可以加速原子核产生超高能宇宙射线。接下来,皮罗吉天文台将研究构成超高能宇宙射线的原子核类型。这是天文台任务的下一阶段。这项被称为奥美重量的任务将持续到2025年。它将用塑料闪光灯覆盖每个切伦科夫探测器。

超高能宇宙射线是来源于银河系外的

塑料闪光体将被用来探测宇宙射线瀑布中的μ子。例如,探测μ子的组成将使科学家能够区分宇宙射线瀑布是由氢核还是铁核产生的。不同的原子核有不同的质量和电压。这决定了宇宙射线将如何被磁场弯曲。这些信息将帮助我们进一步了解银河系的磁场,并最终确定超高能宇宙射线的来源。这项研究发表在科学杂志上。

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