科學家發現了最具能量的從未被發現過,而且它們是由距離地球相對較近的神秘來源產生的。
這些射線由電子及其反物質對應物正電子組成,觀測到的能量高達 40 太電子伏特 (TeV),即可見光能量的 40,000 倍。
納米比亞的高能量立體系統(HESS)天文台發現了這些射線,它們在穿越太空時由於與光和磁場的相互作用而損失了能量。這意味著要檢測到這種能量的射線,它們的來源必須相對較近。然而,究竟是什麼產生了它們仍然未知。研究人員於 11 月 25 日在《物理評論快報》雜誌上發表了他們的研究結果。
「這是一個重要的結果,因為我們可以得出結論,測量到的 CRe(宇宙射線電子)很可能來自我們自己附近的極少數來源。,最大距離幾千光年,與我們銀河系的大小相比,這個距離非常小,」通訊作者凱瑟琳·埃格伯特德國波茨坦大學實驗天文粒子物理系主任,在一份聲明中說。 (作為比較,銀河系的直徑約為 10 萬光年。)
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宇宙射線是由下列物質產生的高能量粒子;稱為超新星的恆星爆炸;快速旋轉的中子星,稱為脈衝星;以及其他未知來源。當射線撞擊地球的高層大氣時,它們會分解成地球表面可偵測到的粒子簇射。但重建產生這些粒子簇射的射線是一項艱鉅且不確定的任務。
為了尋找宇宙射線電子,研究人員使用了 HESS 天文台,該天文台由五個 40 英尺(12 公尺)望遠鏡組成,位於納米比亞霍馬斯高地。
十多年來,望遠鏡掃描了高層大氣,尋找快速移動的射線留下的切倫科夫輻射的微弱跡象。就像飛機的飛行速度比飛機快一樣產生音爆,粒子以比光快的速度穿過光慢介質,在其周圍產生微弱的藍色光芒。
透過尋找這種輝光並使用複雜的演算法篩選噪音,科學家以前所未有的細節為撞擊地球的射線創建了能量光譜。
這些射線的數量在更高的能量尺度上急劇減少——這意味著較小的天基探測器將很難找到足夠數量的它們。然而,特別高能粒子的存在給科學家一個明確的跡象,表明至少有一些射線源距離我們的星球很近。
「較大 TeV 下的極低通量限制了天基任務與這種測量競爭的可能性,」通訊作者諾魯伊斯的馬修巴黎法國國家科學研究中心的研究員在聲明中表示。 “因此,我們的測量不僅提供了關鍵且以前未探索的能源範圍的數據,影響了我們對當地社區的了解,而且它也可能仍然是未來幾年的基準。”