
現在,當您閱讀本文時,您的DNA被微小的,無形的子彈切成薄片。損害交易者被稱為宇宙射線,即使它們絕對不是射線,但這個名字源於歷史上的誤解。取而代之的是顆粒:電子和質子,主要是,但偶爾會更重,例如氦氣甚至鐵核。
這些宇宙顆粒是麻煩的,因為a)它們很快,因此有很多動能可以在周圍折騰,b)它們充滿電。這意味著他們可以使我們可憐的DNA電離核苷酸,將它們撕開,偶爾會導致無法控制的複制錯誤(又稱癌症)。 [“超級巨星” Eta Carinae的行為就像是一把巨大的宇宙射線槍,但是為什麼呢?這是給出的
好像這還不夠糟糕,偶爾每年每平方公里大約每平方公里一次,一個粒子以真正的怪異速度尖叫到我們的上層大氣中,撞到不幸的氮或氧分子上,並層疊成較低的能量(但當然仍然是致命的)次要粒子。
面對這種荒謬潛力的粒子,只有一個適當的響應:“ OMG”。
快球
“ OMG”是現在被稱為超高能量宇宙射線的第一個例子的暱稱,該示例是由猶他大學的Fly's Eye Cosmic Ray探測器在1991年檢測到的。那個單一的質子猛烈抨擊我們的大氣層大約99.99999999999999999999951光速。不,所有這些九個不僅是為了使數字看起來令人印象深刻,而且確實如此之快。該粒子具有與同樣投擲棒球相同數量的動能……壓縮到質子大小的物體中。
這意味著該粒子的能量是我們最強大的粒子對撞機LHC可以產生的能量的超過1000萬倍。由於相對論時間擴張,以這種速度,OMG粒子可以以0.43毫秒的粒子時間到我們最近的鄰居恆星Proxima Centauri。在您完成閱讀此句子時(從其自己的角度來看)時,它可以繼續進入我們的銀河核心。
天哪,的確。
自從粒子的檢測中,我們繼續使用全球專用望遠鏡和探測器觀看這些極端事件的天空。總而言之,在過去的幾十年中,我們錄製了大約一百個OMG級粒子。
少數幾個例子都闡明和加深了其起源的奧秘。更多的數據總是好的,但是我們宇宙中的最大功能足以給質子帶來足夠好的裂縫,幾乎可以 - 幾乎可以將光本身挑戰賽場呢?
指節
為了將帶電的粒子加速到瘋狂的速度,您需要兩種關鍵成分:大量能量和磁場。磁場可以在您的事件中轉移到粒子上的工作(例如,超新星爆炸的爆炸能量或旋轉引力拉力時,當物質落入黑洞時)。詳細的物理學自然是非常複雜的,並且不太被理解。宇宙射線的出生地非常複雜,位於我們宇宙的極端地區,因此很難獲得完整的物理圖片。
但是,我們仍然可以對像我們的朋友(OMG粒子)這樣的極端例子來做出一些有根據的猜測。我們的第一個猜測可能是超新星,大恒星的泰坦尼克號死亡。磁場?查看。很多能量?查看。但是沒有足夠的能量來解決這個問題。您的花園變化恆星爆炸只是沒有足夠的原始煙霧,無法以我們正在考慮的速度吐出顆粒。
接下來是什麼?活性銀河核是強大的競爭者。這些核是在一個位於銀河系中心的超級黑洞周圍厄運時旋轉時創建的。該材料會壓縮和加熱,在最後時刻形成積聚磁盤。這種扭曲的地獄從發電機的作用產生了強烈的磁場,形成了必要的成分的有效混合物,以增加彈出顆粒的嚴重馬力。
除了(而且您知道將會有一個“除了”),活躍的銀河核太遠而無法產生到達地球的宇宙射線。在超高能量宇宙射線的荒謬速度下,穿過宇宙的巡遊更像是試圖通過暴風雪犁。這是因為在這些速度下,宇宙微波背景(從非常早期的宇宙中留下的低能光子洪水)似乎高度藍色朝著更高的能量傾向。因此,高強度的燈光在旅行的宇宙射線上彈出,並最終阻止它。
因此,我們不應該期望最強大的宇宙射線會比一億光年左右的時間走得更遠,而且大多數活躍的銀河核比我們遠遠遠不止於我們。
曲線球
一段時間以來,OMG一代的主要嫌疑人是Centaur來自,一個相對附近的活躍銀河核位於1000萬至1600萬光年之間。功能強大,磁性和關閉 - 完美的組合。但是,儘管有些調查暗示宇宙射線可能來自其一般方向,但從來沒有足夠明確的相關性,可以從犯罪嫌疑人到罪犯。 [深入了解奇怪的星系半人馬座這是給出的
問題的一部分是銀河系自己的磁場巧妙地改變了傳入的宇宙射線的軌跡,從而掩蓋了它們的原始方向。因此,要重建宇宙射線的來源,您還需要模型來實現我們銀河磁場的強度和方向 - 我們並不完全有完整的手柄。
TK
如果OMG發電機本身不是Centaurus A,那麼也許是Seyfert星系,某個通常更近的銀河系子類,通常較弱(但仍然瘋狂明亮,強烈)活躍的銀河核。但是,再說一次,甚至沒有一百個樣本可以藉鑑,因此很難做出嚴格的統計確定。
也許是伽馬射線爆發,被認為是從特殊的災難性末端到一些最極端的恆星散發出來的。但是,我們對這種情況物理學的理解是(您能相信嗎?)有點粗略。
也許這是更異國情調的,例如大爆炸的最早時刻的拓撲缺陷或暗物質中一些時髦的互動。也許我們會弄錯物理,並且我們的距離限制計算不准確。也許,也許……
這些超高能量“ OMG”顆粒的真正起源很難固定,儘管有近30年的檢測史,但我們沒有很多牢固的答案。很好 - 最好至少在宇宙中留下一些謎團。天體物理學家也可以使用一些工作安全。
保羅·薩特(Paul Sutter)是一個天體物理學家俄亥俄州立大學和首席科學家COSI科學中心。 Sutter也是主持人。問一個太空人“ 和 ”太空收音機,”和領導星體世界各地。薩特(Sutter)貢獻了這篇文章Space.com的專家聲音:專家和見解。
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