新研究透露,最強大的宇宙射線電子和正電子曾檢測到地球大氣中的猛烈襲擊,因此能量很高,只能來自相對較近的東西。
我們在地球表面的這裡受到大氣氣泡的掩護,在地球表面上受到保護,但我們的星球受到宇宙射線的持續轟炸。
我們對這些強大的粒子在空間中刺傷的了解不多。但是,納米比亞沙漠中的一個天文台使我們更接近了解他們的起源。
赫斯天文台檢測到具有高達40 teraelectronvolts的能量的電子和正電子。總體而言,這些被稱為宇宙射線電子或CRE。
這些極為罕見,但是它們的能量表明它們都與太陽系的同一個角落散發出來,甚至可能是從同一來源散發出來的。
只有一段時間,直到我們知道他們確實來自哪裡,如果我們做到了,但是在指定的空間體積內的候選人很少,可能會稍微將其縮小一點。
“這是一個重要的結果,”天體物理學家凱瑟琳·埃格伯茨(Kathrin Egberts)解釋在德國的波茨坦大學,“我們可以得出的結論是,測得的CRE最有可能源自我們自己的太陽系附近的很少的來源,最多可達幾年的光明年,與我們的銀河相比,距離很小。”

CRE代表了所有宇宙射線顆粒的一小部分黑洞,以及諸如脈衝星。科學家認為這些物體將宇宙射線顆粒加速到高能,並使它們在整個宇宙中變焦。
當他們猛撞地球大氣層時,它們的行駛速度比大氣量的光速快一點。這創造了一種稱為的現象切倫科夫輻射- 聲音繁榮的腔內等效物。這種輻射非常微弱。正是赫斯(Hess)設計用於檢測的微弱的Cherenkov輻射。
在大氣中引起這種現象的不僅是CRE。伽瑪射線產生了類似的效果。這使識別CRE有些具有挑戰性。
法國國家科學研究中心的天文學家Mathieu de Naurois告訴ScienceAlert:“ CRE是電子,因此是充電的顆粒,而伽瑪射線是光子,這是光子,也是光子。”
“伽馬射線直接在宇宙中傳播,從而使我們能夠查明來源,而電子軌跡與磁場相互作用時具有混亂的軌跡。兩者都會在進入大氣中產生電磁淋浴或顆粒,並且很難彼此區分。”
為了識別高能量的CRE,研究人員必須仔細檢查HESS數據,以識別CRE候選者。他們的最終候選活動清單可能還包括一些伽瑪射線。但是池足夠大,可以提取一些統計推斷。
能量範圍高達40台電螺旋體,比迄今為止擊中地球的任何CRE都要強大。

高於teraelectronvolt的能量的CRE檢測非常罕見。那是因為當它們在太空中移動時,它們會迅速失去能量。
De Naurois說:“在同步加速器輻射中,帶電的顆粒與星際式的銀河場相互作用。它們在磁場線周圍獲得了螺旋軌跡,並從無線電到X射線上輻射電磁輻射。通過這樣做,它們會失去能量。”
“在所謂的'反康普頓散射'中,帶電的粒子與環境光相互作用。它們與低能量的光子相互作用,並為其提供大部分能量。該過程稱為'compton'',因為它是康普頓散射的逆轉,因為它是高能光子從中等和振動中的電子散射的,並且具有高能量。
由於CRE如此迅速地失去了能量,因此候選事件必須從附近的空間旅行,才能在到達地球時保持如此強大的功能。我們無法將它們跟踪到來源;他們的軌跡太不可預測了。但是,他們的能量還有其他線索。在1.17 teraelectronvolts時有一個獨特的較低截止點。
De Naurois解釋說:“斜坡變化的事實表明,只有少數宇宙來源(如果不僅是一種宇宙來源)產生了這些電子。”
“否則,能源譜將是不同能源在不同能量下破裂的貢獻的疊加,從而導致曲線更平滑。”

因為這些CRE可能出現的空間量是如此之小,所以這意味著潛在來源的池也很少。候選人包括一個名為The的超新星殘餘單體戒指;垂死的星星狼射線類型稱為c2載體;或類似的脈衝星維拉或者geminga。
但是,來源也可能是一個如此古老的超新星殘留物,以至於它已經消散並從視圖中消失了。我們現在無法了解。
然而,這項非凡的工作使我們更近一點了解宇宙是如何充滿活力的。團隊計劃進一步調查,以查看他們是否可以確定CRE到達的首選方向。
這將很棘手,但是潛在的獎勵很高,而增加的候選人池對於研究CRE的研究將是無價的。
“我們的測量不僅提供了至關重要且以前未開發的能量範圍的數據,從而影響了我們對當地社區的理解,而且還可能在未來幾年仍然是基準的基準,”諾羅伊斯說。
該研究已發表在物理評論信。