
现在,当您阅读本文时,您的DNA被微小的,无形的子弹切成薄片。损害交易者被称为宇宙射线,即使它们绝对不是射线,但这个名字源于历史上的误解。取而代之的是颗粒:电子和质子,主要是,但偶尔会更重,例如氦气甚至铁核。
这些宇宙颗粒是麻烦的,因为a)它们很快,因此有很多动能可以在周围折腾,b)它们充满电。这意味着他们可以使我们可怜的DNA电离核苷酸,将它们撕开,偶尔会导致无法控制的复制错误(又称癌症)。 [“超级巨星” Eta Carinae的行为就像是一把巨大的宇宙射线枪,但是为什么呢?这是给出的
好像这还不够糟糕,偶尔每年每平方公里大约每平方公里一次,一个粒子以真正的怪异速度尖叫到我们的上层大气中,撞到不幸的氮或氧分子上,并层叠成较低的能量(但当然仍然是致命的)次要粒子。
面对这种荒谬潜力的粒子,只有一个适当的响应:“ OMG”。
快球
“ OMG”是现在被称为超高能量宇宙射线的第一个例子的昵称,该示例是由犹他大学的Fly's Eye Cosmic Ray探测器在1991年检测到的。那个单一的质子猛烈抨击我们的大气层大约99.99999999999999999999951光速。不,所有这些九个不仅是为了使数字看起来令人印象深刻,而且确实如此之快。该粒子具有与同样投掷棒球相同数量的动能……压缩到质子大小的物体中。
这意味着该粒子的能量是我们最强大的粒子对撞机LHC可以产生的能量的超过1000万倍。由于相对论时间扩张,以这种速度,OMG粒子可以以0.43毫秒的粒子时间到我们最近的邻居恒星Proxima Centauri。在您完成阅读此句子时(从其自己的角度来看)时,它可以继续进入我们的银河核心。
天哪,的确。
自从粒子的检测中,我们继续使用全球专用望远镜和探测器观看这些极端事件的天空。总而言之,在过去的几十年中,我们录制了大约一百个OMG级粒子。
少数几个例子都阐明和加深了其起源的奥秘。更多的数据总是好的,但是我们宇宙中的最大功能足以给质子带来足够好的裂缝,几乎可以 - 几乎可以将光本身挑战赛场呢?
指节
为了将带电的粒子加速到疯狂的速度,您需要两种关键成分:大量能量和磁场。磁场可以在您的事件中转移到粒子上的工作(例如,超新星爆炸的爆炸能量或旋转引力拉力时,当物质落入黑洞时)。详细的物理学自然是非常复杂的,并且不太被理解。宇宙射线的出生地非常复杂,位于我们宇宙的极端地区,因此很难获得完整的物理图片。
但是,我们仍然可以对像我们的朋友(OMG粒子)这样的极端例子来做出一些有根据的猜测。我们的第一个猜测可能是超新星,大恒星的泰坦尼克号死亡。磁场?查看。很多能量?查看。但是没有足够的能量来解决这个问题。您的花园变化恒星爆炸只是没有足够的原始烟雾,无法以我们正在考虑的速度吐出颗粒。
接下来是什么?活性银河核是强大的竞争者。这些核是在一个位于银河系中心的超级黑洞周围厄运时旋转时创建的。该材料会压缩和加热,在最后时刻形成积聚磁盘。这种扭曲的地狱从发电机的作用产生了强烈的磁场,形成了必要的成分的有效混合物,以增加弹出颗粒的严重马力。
除了(而且您知道将会有一个“除了”),活跃的银河核太远而无法产生到达地球的宇宙射线。在超高能量宇宙射线的荒谬速度下,穿过宇宙的巡游更像是试图通过暴风雪犁。这是因为在这些速度下,宇宙微波背景(从非常早期的宇宙中留下的低能光子洪水)似乎高度蓝色朝着更高的能量倾向。因此,高强度的灯光在旅行的宇宙射线上弹出,并最终阻止它。
因此,我们不应该期望最强大的宇宙射线会比一亿光年左右的时间走得更远,而且大多数活跃的银河核比我们远远远不止于我们。
曲线球
一段时间以来,OMG一代的主要嫌疑人是Centaur来自,一个相对附近的活跃银河核位于1000万至1600万光年之间。功能强大,磁性和关闭 - 完美的组合。但是,尽管有些调查暗示宇宙射线可能来自其一般方向,但从来没有足够明确的相关性,可以从犯罪嫌疑人到罪犯。 [深入了解奇怪的星系半人马座这是给出的
问题的一部分是银河系自己的磁场巧妙地改变了传入的宇宙射线的轨迹,从而掩盖了它们的原始方向。因此,要重建宇宙射线的来源,您还需要模型来实现我们银河磁场的强度和方向 - 我们并不完全有完整的手柄。
TK
如果OMG发电机本身不是Centaurus A,那么也许是Seyfert星系,某个通常更近的银河系子类,通常较弱(但仍然疯狂明亮,强烈)活跃的银河核。但是,再说一次,甚至没有一百个样本可以借鉴,因此很难做出严格的统计确定。
也许是伽马射线爆发,被认为是从特殊的灾难性末端到一些最极端的恒星散发出来的。但是,我们对这种情况物理学的理解是(您能相信吗?)有点粗略。
也许这是更异国情调的,例如大爆炸的最早时刻的拓扑缺陷或暗物质中一些时髦的互动。也许我们会弄错物理,并且我们的距离限制计算不准确。也许,也许……
这些超高能量“ OMG”颗粒的真正起源很难固定,尽管有近30年的检测史,但我们没有很多牢固的答案。很好 - 最好至少在宇宙中留下一些谜团。天体物理学家也可以使用一些工作安全。
保罗·萨特(Paul Sutter)是一个天体物理学家俄亥俄州立大学和首席科学家COSI科学中心。 Sutter也是主持人。问一个太空人“ 和 ”太空收音机,”和领导星体世界各地。萨特(Sutter)贡献了这篇文章Space.com的专家声音:专家和见解。
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