银河系中的高能宇宙射线一直是个有趣的话题,其主要形成于超新星爆发、黑洞吸积物质等天体事件中,但是近日水切伦科夫实验(HAWC)天文台的科学家发现,在银河系中心附近的一个巨型分子云非常特别,是高能宇宙射线的发源地。所谓的宇宙射线并非是我们所理解的射线,而是许多微小的粒子,这些粒子可以是电子、质子或者其他重元素粒子,它们以光速穿过宇宙空间,最终抵达地球并被我们的探测器所接收。
宇宙射线可以根据能量的不同进行划分,我们的太阳也会发射各种宇宙射线,比如高能粒子流,这是太阳耀斑活动时释放出来的。但是宇宙中的高能射线比太阳释放的射线更强大,来源更加稀有,一般情况下,当粒子能量大于10的15次方电子伏特的时候,就可以称之为高能宇宙射线。这些射线的能量比地球上最强大的粒子对撞机还强大,后者只有10的12次方电子伏特,显然宇宙中的高能射线更令人畏惧。在银河系内,10的15次方电子伏特的射线十分罕见,但是在银河系之外,超过这个阈值的宇宙射线比比皆是。从原理上看,高能宇宙射线的起源地就像一个天然的粒子加速器,随随便便都比地球上最强大的粒子加速器强大1000倍以上。
要对宇宙射线进行溯源是个非常繁琐的过程,尽管其源头非常强劲,能量巨大,但是宇宙射线容易受到磁场的影响,导致其传播方向发生改变。带电粒子通过星际空间传播,在天体磁场的影响下,会改变方向。当我们看到一些宇宙射线从某个方向发射而来,但是这个方向恰恰不是其发源地,我们不知道其在何处被磁场弯曲了,在到达地球之前改变了原有的路线。
于是科学家用了一个新的方法,寻找与带电粒子一起传播的伽玛射线,因为伽玛射线可不会受到磁场的影响,而且穿透性较强,可直接超过银河系,因此我们可以通过伽玛射线寻找高能宇宙射线的起源。
科学家所发现的巨型分子云被命名为HAWC J1825-134,位于银河系中心附近,也是一个明亮的伽玛射线源,是银河系中已知最强大的宇宙射线源。在HAWC J1825-134周围数千光年的半径内,还有一个比较可疑的高能宇宙射线源,但都不是所谓的超新星遗迹,发射源周围的超新星遗迹都已经熄灭,无法产生高能宇宙射线。
科学家也考虑了快速旋转的中子星残骸,但是在HAWC J1825-134周围也没有中子星。那么在HAWC J1825-134是什么呢?如何发射强大的宇宙射线?其能量来自何处?目前都是一个未解之谜。
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