科学家探测到有史以来最强大的宇宙射线——它们的未知来源可能靠近地球

新的研究报告了迄今为止检测到的最强大的宇宙射线。由于射线在穿过太空时会损失能量，因此在高能量下检测到它们意味着它们可能来自距离地球相对较近的来源。

科学家们探测到了迄今为止发现的最具能量的宇宙射线，它们是由距离地球相对较近的神秘源产生的。

这些射线由电子及其反物质对应物正电子组成，观测到的能量高达 40 太电子伏 (TeV)，即可见光能量的 40,000 倍。

纳米比亚的高能立体系统（HESS）天文台发现了这些射线，它们在穿过太空时由于与光和磁场的相互作用而损失了能量。这意味着要检测到这种能量的射线，它们的来源必须相对较近。然而，究竟是什么产生了它们仍然未知。研究人员于 11 月 25 日在《物理评论快报》杂志上发表了他们的发现。

“这是一个重要的结果，因为我们可以得出结论，测量到的 CRe（宇宙射线电子）很可能源自我们太阳系附近的极少数来源，最多可达几千光年远，与我们银河系的大小相比，距离很小。”通讯作者、德国波茨坦大学实验天体粒子物理学负责人凯瑟琳·埃格伯特 (Kathrin Egberts) 在一份声明中表示。 （作为比较，银河系的直径约为 100,000 光年。）

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宇宙射线是太阳产生的高能粒子；称为超新星的恒星爆炸；快速旋转的中子星，称为脉冲星；以及其他未知来源。当射线撞击地球的高层大气时，它们会分解成地球表面可检测到的粒子簇射。但重建产生这些粒子簇射的射线是一项艰巨且不确定的任务。

为了寻找宇宙射线电子，研究人员使用了 HESS 天文台，该天文台由五个 40 英尺（12 米）望远镜组成，位于纳米比亚霍马斯高地。

十多年来，望远镜扫描了高层大气，寻找快速移动的射线留下的切伦科夫辐射的微弱迹象。正如一架飞机以超过音速的速度飞行时会产生音爆，一个以比光快的速度穿过慢光介质的粒子会在其周围产生微弱的蓝色光芒。

通过寻找这种辉光并使用复杂的算法筛选噪音，科学家们以前所未有的细节为撞击地球的射线创建了能量谱。

这些射线的数量在更高的能量尺度上急剧减少——这意味着较小的天基探测器将很难找到足够数量的它们。然而，特别高能粒子的存在给科学家们一个明确的迹象，表明至少有一些射线源距离我们的星球很近。

“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，”通讯作者、巴黎法国国家科学研究中心的研究员马蒂厄·德诺鲁瓦 (Mathieu de Naurois) 说。在声明中。 “因此，我们的测量不仅提供了关键且以前未探索的能源范围的数据，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。”