銀河系中心“吐出”無數宇宙射線，科學家卻滿臉疑問：誰把它們擋住了？！

新的研究發現，銀河系的中心是一個強大的粒子加速器，但也有一些未知的機制阻止宇宙射線穿透被稱為中央分子區的巨大云層。

質子和原子核等粒子構成的宇宙射線正以光速不斷在太空中流動。這一發現可以幫助人們更好地理解宇宙射線的起源。天文學家預計，銀河系中心是宇宙射線的一個重要來源。這些質子和原子核被剝奪了電子，并被強大的磁場加速到光速。

銀河系中心有許多天體可以作為宇宙射線的加速器：超新星殘骸、脈沖星風云和位于銀河系中心的超大質量黑洞——人馬座A*。

為了研究宇宙射線是如何被加速和傳輸的，科學家需要一個新的宇宙射線來源。

幸運的是，宇宙射線能量充足。這意味著人們可以在銀河系中心探測到它們，因為這種能量產生的光的波長范圍有限，可以穿透銀河系中心的塵埃。

宇宙射線可以與飄在恒星之間的星際介質（氣體和塵埃）相互作用，而這種相互作用又會產生高能量的伽馬射線光子。

在中國科學院天文學家Xiaoyuan Huang的帶領下，一個研究小組利用費米伽瑪射線太空望遠鏡的數據觀察了銀河系中央分子云中的伽馬射線，希望找到新的宇宙射線來源。

他們發現的伽馬射線確實如預期的那樣，表明銀河系中心是一個高能粒子加速器。但他們也發現了一些令人驚訝的東西。

根據該小組的計算，中央分子云中的宇宙射線密度低于正常宇宙射線的密度。這表明存在著某種屏障，阻止宇宙射線穿透中央分子云。

這種屏障究竟由什么組成，將成為未來研究的主題，但有幾種可能性。

分子云是一個復雜的地方。云層中密度較大的部分的坍塌會導致磁場的壓縮，這可能是一個障礙；另一個可能是磁流體動力湍流。

在太陽系中，宇宙射線受到太陽風的調節。在銀河系中心，銀河系的“風”可能也發揮著類似的作用。研究小組計算了存在銀河系風時的宇宙射線密度，得出的結果與他們對伽馬射線數據的分析相似。

未來科學家將詳細地探索這一現象，排除一些可能造成這一現象的機制。

此外，研究人員說，對銀河系中心進行更詳細的三維建模可以幫助揭示銀河系中宇宙射線的起源和傳輸的更多信息。確實，宇宙還更多神秘的事物待被發現。

該研究論文題為"A GeV-TeV particle component and the barrier of cosmic-ray sea in the Central Molecular Zone"，已發表在《自然·通訊》期刊上。

前瞻經濟學人APP資訊組

參考資料：https://www.nature.com/articles/s41467-021-26436-z

標簽： 銀河系 宇宙射線