一條極其強大的宇宙射線撞擊地球：我們不知道它來自哪里

撞擊地球大氣層的宇宙射線絕對讓天體物理學家大吃一驚。

這個微小的粒子攜帶的能量超過240埃納電子伏特，即2.4×10²⁰電子伏特 – 僅次于著名的、令人興奮的Oh-My-God 粒子早在 1991 年就檢測到，其 320 exa 電子伏特。

但這是尾巴上的刺痛。就像Oh-My-God粒子一樣，科學家們無法追蹤到一個明顯的來源。

“這些粒子的能量如此之高，它們不應該受到銀河系和銀河系外磁場的影響。你應該能夠指出它們在天空中來自哪里，”物理學家約翰·馬修斯（John Matthews）說猶他大學（University of Utah）和望遠鏡陣列（Telescope Array）合作組織的成員。

“但是就Oh-My-God粒子和這個新粒子而言，你追蹤它的軌跡到它的來源，沒有什么高能量足以產(chǎn)生它。這就是其中的奧秘——這到底是怎么回事？

宇宙射線有點宇宙難題。我們已經(jīng)能夠檢測到它們一個多世紀，但我們仍然沒有真正清楚地了解它們在整個宇宙中傳播的所有不同方式。

它們實際上不是輻射，就像光一樣;它們是粒子，主要是原子核，但也有亞核粒子，如質子和電子。它們以接近光速的速度在宇宙中流動，其力量比它們應有的要大。

科學家認為他們是在精力充沛的環(huán)境中產(chǎn)生，例如超新星和恒星碰撞。能量較低的來源，如恒星（包括太陽）產(chǎn)生低能量的宇宙射線，但更強大的宇宙射線被證明有點難以確定。

我們的大氣層保護我們免受宇宙射線的傷害，這是其實很棒，但我們仍然有一些非常有效的方法來檢測它們。

當宇宙射線撞擊大氣層，它與其中的其他粒子碰撞，產(chǎn)生陣陣粒子落到地球上。我們有天文臺可以探測到這些粒子，將它們與產(chǎn)生它們的宇宙射線碰撞聯(lián)系起來。

然而，高能宇宙射線產(chǎn)生的陣雨落在一個相對較大的區(qū)域，這意味著如果我們想以任何精度重建粒子事件，我們需要覆蓋相當大的地面。

這望遠鏡陣列由國際合作組織運營，有效探測面積為700平方公里（270平方英里）。

2021 年 5 月 27 日，陣列接收到一個信號。在進行計算和分析，并檢查和重新檢查后，望遠鏡陣列合作得出的結論是，他們發(fā)現(xiàn)了一個能量尺度與Oh-My-God粒子相當?shù)牧Ｗ印?/p>

“當我第一次發(fā)現(xiàn)這種超高能宇宙射線時，”物理學家Toshihiro Fujii說領導這項研究的大阪都立大學說：“我認為一定有一個錯誤，因為它顯示了過去三十年來前所未有的能量水平。

這一發(fā)現(xiàn)是使用與揭示Oh-My-God粒子的技術不同的技術進行的，并且在天空的不同部分，這表明這些觀測雖然罕見，但代表了真實的天體物理事件。Oh-My-God的檢測不是僥幸，也不是錯誤。

研究小組將這種新粒子命名為天照大神，以強大的神道教太陽女神.研究人員說，兩者都可能是質子。

而且，超高能宇宙射線的確認意味著我們現(xiàn)在手上有一點泡菜。你看，超高能粒子有一個明顯的截止，這種能量被稱為Greisen-Zatsepin-Kuzmin 極限，位于 5 x 10¹⁹電子伏特。

這被認為是粒子在大約1.6億光年的長距離上可以保持的最大能量，因為宇宙射線在太空中旅行時會失去能量.

顯然，在離我們這么遠的距離內，有一些東西可以產(chǎn)生宇宙射線，但在太陽系的1.6億光年內，還沒有發(fā)現(xiàn)任何強大到足以產(chǎn)生天照大神或天照大神的東西。

“人們認為有能量的東西，比如超新星，遠沒有達到足夠的能量。馬修斯 說.“你需要大量的能量，非常高的磁場來限制粒子，同時它被加速。

而追溯天照大神似乎穿越太空的路線，就會回到一個宇宙虛空– 星系趨向于聚集的細絲之間的空間區(qū)域，內部相對較少。這意味著我們以某種方式遺漏了一些東西。

也許磁場在粒子加速方面比我們想象的要好。也許附近有一個我們沒有看到的來源?；蛘?，也許這些粒子將我們指向一種從未見過的天體物理現(xiàn)象。

“可能是時空結構缺陷，碰撞的宇宙弦，”物理學家約翰·貝爾茲（John Belz）說猶他大學。

“我的意思是，我只是在吐出人們想出的瘋狂想法，因為沒有傳統(tǒng)的解釋。這真是個謎。

該研究已發(fā)表在科學.

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