
2010年,天文學家與費米伽瑪射線太空望遠鏡宣布發現了兩個巨型斑點。這些斑點集中在銀河系銀河系,但它們延伸到我們銀河系的平面上方和下方,超過25,000光年。他們的起源仍然是一個謎,但是無論他們到達那裡,他們都在發出大量的高能量輻射。
最近,ICECUBE數組在南極洲,已經報導了10種來自氣泡的超高能中微子,導致一些天體物理學家推測一些瘋狂的亞原子相互作用正在進行中。最終結果:費米氣泡比我們想像的更神秘。
兩個巨大的熱氣斑點
製作大量熱氣並不容易。對於初學者來說,您需要精力以及很多能量。可以將熱氣傳播到超過25,000光年的距離的那種能量很容易進入典型的星系。但是,費米氣泡的特殊取向 - 均勻地延伸到我們的銀河中心上方和下方,是一個強烈的線索,它們可能被綁在我們的中央超級質量黑洞中,稱為射手座A*。
也許數百萬年前,Sag A*(我們巨大的黑洞更普通的名字,因為誰想一直打字或說“射手座”?事件視野在落入。這種材料激發了人們的精力,遠離銀河系中心,騎在顆粒噴射的射流上,加速到光速。當它們逃到安全狀態時,這些顆粒散佈並稀疏,但在今天保持了能量狀態。
或者,也許是一顆恆星徘徊在Sag A*太近的地方,被撕成碎片,在一次暴力發作中釋放了所有有效的引力能量,從而導致氣泡的形成。也許它與sag a*本身無關,但是核心中的眾多恆星也許是數十個或數百個密集的恆星超新星大約在同一時間,將這些氣體彈出超出了銀河系的範圍。
也許以上都不是。
無論如何,氣泡在這裡,它們很大,我們不了解它們。
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伽瑪和中微子
您看不到肉眼的費米氣泡。儘管溫度高,但內部的氣體卻非常薄,使它們幾乎看不見。但是其中的某些東西能夠使最高能量的光線具有:伽瑪射線,這就是費米糰隊如何發現它們的方式。
我們認為伽瑪射線是在氣泡內部產生的宇宙射線,哪個本身是高能顆粒(您在這裡獲得總體“高能量”主題?)。這些顆粒,主要是電子,但可能也可能較重,敲了敲,散發出獨特的伽瑪射線。
但是,伽瑪射線並不是高能顆粒可以產生的唯一東西。有時,宇宙射線相互作用,進行一些複雜的物質和能量舞蹈,並釋放中微子,僅通過弱核力與其他顆粒相互作用的幾乎無質量的粒子(這意味著它幾乎與正常物質都沒有相互作用)。
Icecube天文台位於地理南極,使用一立方公里的純南極水冰作為中微子檢測器:每一次很少一次,經過冰的高能源中微子與水分子相互作用,與水分子相互作用,使多米諾式的鍊式鍊式反應導致更熟悉的粒子和較熟悉的粒料和燈光閃光燈的淋浴。
由於其探測器的性質,在確定中微子的確切起源位置時,IceCube並不是最大的。但是到目前為止,它發現其中10個小鬼魂大致來自兩個費米氣泡的方向。
這是巧合還是陰謀?
亞原子難題
因此,可能會在費米氣泡中產生這些極為異國的中微子。或者不是 - 這可能只是一個巧合,中微子確實來自氣泡後面宇宙的某個遙遠部分。
更重要的是,儘管我們不確定如何,但宇宙射線以某種方式生產了所有伽馬射線。也許我們可能會很幸運:也許在氣泡內部有一組互動,它們會產生伽瑪射線和正確的中微子,可以通過IceCube檢測到。這將是解釋氣泡本身的物理學,並為我們的起源提供一個巨大的線索,這將是一個很大的一步。
最近,一組研究人員通過可用的數據進行了填補,甚至增加了新運營的高空水Cherenkov探測器(一種超級令人陶醉的地面伽馬射線望遠鏡)的結果,並將這些信息與各種氣泡的理論模型相結合,尋找正確的組合。
在一種可能的情況下,氣泡內部的質子偶爾會互相猛擊並產生乳頭,它們是迅速腐爛到伽瑪射線的外來顆粒。在另一個中,氣泡中的高能電子氾濫與不斷存在的輻射相互作用宇宙微波背景,將一些幸運的光子提升到伽馬政權中。在三分之一的情況下,氣泡外邊緣的衝擊波使用磁場將局部但嗜睡顆粒驅動到高速度,然後開始發射宇宙射線。
但是,請盡可能嘗試,這項研究的作者找不到任何情況(或這些場景的任何組合)來適合所有數據。簡而言之,我們仍然不知道是什麼使氣泡從氣泡中驅動伽馬射線的發射,無論氣泡也會產生中微子,還是導致氣泡的原因。但這正是科學的做法:收集數據,排除假設並鍛煉。
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保羅·薩特(Paul M. Sutter)是一個天體物理學家俄亥俄州立大學,主持人問一個太空人和太空收音機,以及“您在宇宙中的位置。“薩特為這篇文章貢獻了Space.com的專家聲音:專家和見解。
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