迄今为止最高能的宇宙射线电子已被发现撞击地球
物质和反物质粒子以前所未有的能量撞击地球大气层。
每天的每一秒,都有大量来自太空的颗粒落在我们身上。如果我们包括中微子,我们认为数万亿中微子现在正在穿过你的身体,但如果我们只关注从太阳系以外的地方,我们仍然受到相当多的撞击。研究人员现已测量到到达地球的破纪录的粒子。
利用位于纳米比亚的 HESS 天文台,研究人员检测到电子及其反物质对应物正电子以超过 40 太电子伏特或 TeV 的能量撞击大气层。这是粒子能量的六倍多被加速到。
这些发现还令人兴奋还有另一个原因。这些不仅是迄今为止检测到的能量最高的宇宙射线电子和正电子(CRe),而且数据表明这些粒子不可能在距离地球太远的地方形成。从银河系的角度来看,无论是什么加速了这些粒子的速度,它们都在附近。
“这是一个重要的结果,因为我们可以得出结论,测量到的 CRe 很可能来自我们太阳系附近的极少数来源,最多距我们 1,000 光年,与太阳系相比,这个距离非常小。该研究的通讯作者之一、波茨坦大学的凯瑟琳·埃格伯特 (Kathrin Egberts) 在一份报告中说道陈述。
最高能的宇宙射线在极高能事件中被加速,例如在超大质量黑洞周围。但那些距离我们有数百万光年。具有巨大磁场的物体,如脉冲星或其他类型的超新星遗迹,可能是这里的罪魁祸首。最近的脉冲星距离510光年。
该研究的合著者、马克斯普朗克核物理研究所的韦尔纳·霍夫曼教授补充道:“我们首次通过详细分析,对这些宇宙电子的起源进行了严格的限制。”
“较大 TeV 下的极低通量限制了天基任务与这种测量竞争的可能性。因此,我们的测量不仅提供了关键的、以前未探索过的能源范围内的数据,影响了我们对当地社区的了解,而且它也可能仍然是未来几年的基准。”法国国家科学研究中心实验室研究员 Mathieu de Naurois Leprince-Ringuet,补充道。
当伽马射线或高能宇宙射线撞击大气层时,它们会产生大量次级粒子,其运动速度比空气中的光快(不比真空中的光快!)。这个过程会产生一种光,称为。 HESS 主要研究伽马射线撞击大气层,但它也可以测量高能宇宙射线穿过大气层时产生的切伦科夫辐射。这就是这些破纪录的粒子被发现的方式。
描述结果的论文发表在期刊上物理评论快报。