一幅插圖顯示了撞擊地球的宇宙事件在太空中發(fā)射的宇宙射線。（圖片來(lái)源:uux.cn/Robert Lea（與Canva共同創(chuàng)作）/美國(guó)國(guó)家航空航天局地球圖像公司）
（神秘的射線地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（羅伯特·李）：地球不斷受到宇宙射線的轟擊，這些高能粒子以接近光速?gòu)乃拿姘朔较蛭覀兊膹暮?strong>成都成華高級(jí)資源上門按摩服務(wù)vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)星球噴射。
雖然這聽(tīng)起來(lái)像科幻小說(shuō)中外星人入侵的宇宙前兆，但這是射線一個(gè)世紀(jì)以來(lái)科學(xué)家們已經(jīng)意識(shí)到的真實(shí)現(xiàn)象。根據(jù)英國(guó)伯明翰大學(xué)的從何說(shuō)法，盡管宇宙射線有著戲劇性的宇宙描述，但它們實(shí)際上非常普通——它們非常有規(guī)律地穿過(guò)我們的射線星球，以至于在一個(gè)普通的從何夜晚睡眠中，一個(gè)人將有大約100萬(wàn)條宇宙射線穿過(guò)他們的宇宙身體
盡管宇宙射線無(wú)處不在，但它仍然是射線科學(xué)之謎。眾所周知，從何撞擊地球的宇宙成都成華高級(jí)資源上門按摩服務(wù)vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)慢能量宇宙射線來(lái)自太陽(yáng)，而其他更高能量的射線宇宙射線則從深空流入太陽(yáng)系。這些太陽(yáng)系外宇宙射線的從何來(lái)源鮮為人知，其可疑來(lái)源包括黑洞和標(biāo)志著大質(zhì)量恒星死亡的超新星爆炸。
宇宙射線在地球上被探測(cè)到已經(jīng)超過(guò)100年了。然而，它們的起源在很大程度上仍不為人所知，”德國(guó)魯爾大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)教授朱莉婭·朱斯通過(guò)電子郵件告訴Space.com。“這些微小粒子達(dá)到的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們?cè)诘厍蛏纤苓_(dá)到的能量。我們正試圖解開(kāi)一個(gè)至今已有100多年歷史的謎題，并緩慢但穩(wěn)步地將各個(gè)部分拼湊起來(lái)。”
什么是宇宙射線？
宇宙射線是以接近光速撞擊地球大氣層的高能粒子流。它們是在20世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)的，物理學(xué)家羅伯特·密立根在1925年創(chuàng)造了“宇宙射線”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。
從那以后，科學(xué)家們確定每天有數(shù)萬(wàn)億宇宙射線撞擊地球，但絕大多數(shù)都被地球的磁層和大氣層阻擋了。
根據(jù)芝加哥大學(xué)的數(shù)據(jù)，超過(guò)90%的宇宙射線是氫原子核（單質(zhì)子），9%是氦原子核，1%是重元素直至鐵的原子核。這些被稱為“強(qiáng)子粒子”，因?yàn)樗鼈兪怯蓮?qiáng)子組成的，就像質(zhì)子和中子一樣，它們是由稱為夸克的基本粒子組成的。
“也有電子和正電子（電子的反粒子）在宇宙射線中向我們飛來(lái)，但數(shù)量比強(qiáng)子粒子少。Tjus說(shuō):“這些通常被稱為宇宙射線電子。”“有時(shí)，人們也將中性高能粒子——光子和中微子——包括在宇宙射線這個(gè)術(shù)語(yǔ)中，但在大多數(shù)定義中，這些粒子是分開(kāi)存放的。”
宇宙射線是如何變得如此高能的？
宇宙射線不斷降落在地球上，但沒(méi)有人知道它們到底來(lái)自哪里。（圖片來(lái)源:uux.cn/DrPixel via Getty Images）
宇宙射線之謎的關(guān)鍵是這些粒子如何能夠達(dá)到如此不可思議的能量，導(dǎo)致它們加速到接近光速。
“我們非常了解宇宙射線的能量——宇宙以某種方式將粒子加速到10⁰（1后面跟著20個(gè)零）電子伏特，”Tjus說(shuō)。“相比之下，地球上的加速器，如歐洲粒子物理研究所的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC），只能將粒子加速到10 eV，比宇宙所能達(dá)到的速度低很多個(gè)數(shù)量級(jí)。如何將粒子加速到這些極端能量的機(jī)制尚不清楚。”
一種說(shuō)法是，當(dāng)一種物質(zhì)以令人難以置信的高速度撞擊一種移動(dòng)較慢的介質(zhì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沖擊波陣面，從而使后者發(fā)生突然變化，由此可以將粒子加速到如此高的能量。這將產(chǎn)生一個(gè)湍流磁場(chǎng)，可以作為一個(gè)天然的強(qiáng)大的宇宙粒子加速器。
產(chǎn)生這種情況的一種可能方式是超新星爆發(fā)，即大質(zhì)量恒星死亡時(shí)發(fā)生的爆炸。這種爆炸將使恒星的外層以令人難以置信的速度飛馳，直到這種恒星物質(zhì)最終撞擊星際介質(zhì)——恒星之間緩慢移動(dòng)的氣體云——產(chǎn)生發(fā)光的超新星遺跡。
“超新星遺跡是來(lái)自銀河系內(nèi)部的宇宙射線的合理候選者。Tjus說(shuō):“有證據(jù)表明超新星遺跡可以將粒子加速到大約GeV能量【大約10⁹到10 eV】。”“在最高能量下，大約10 ⁰電子伏，我們知道這些粒子一定來(lái)自其他星系。“
她說(shuō)，這些高能宇宙射線的一個(gè)合理來(lái)源是活動(dòng)星系核（AGN），活動(dòng)星系的中心由質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量數(shù)百萬(wàn)或數(shù)十億倍的超大質(zhì)量黑洞提供能量。
AGN超大質(zhì)量黑洞被它們逐漸吞噬的物質(zhì)所包圍，它們還通過(guò)巨大的引力影響攪動(dòng)這些物質(zhì)，使它們發(fā)出的光比周圍星系中每顆恒星的總和還要亮。這些區(qū)域中沒(méi)有被輸送到中心超大質(zhì)量黑洞的物質(zhì)可以被引導(dǎo)到黑洞的兩極，在那里以接近光速的物質(zhì)射流噴出。當(dāng)這些噴流撞擊周圍的星際物質(zhì)時(shí)，這種碰撞也可能產(chǎn)生宇宙射線。
Tjus說(shuō)，宇宙射線的另一個(gè)可能來(lái)源可能是所謂的恒星暴增星系，即那些正在經(jīng)歷異常高的恒星形成率的星系，它們擁有伽馬射線暴。
但是如果宇宙射線來(lái)自宇宙中一些最猛烈和最引人注目的事件，為什么天文學(xué)家要努力追蹤這些帶電粒子回到這些來(lái)源呢？
宇宙彈球機(jī)
難以找到宇宙射線來(lái)源的一個(gè)原因是它們是由受磁場(chǎng)影響的帶電粒子組成的。當(dāng)這些粒子在穿越太空到達(dá)我們這里的漫長(zhǎng)旅程中遇到磁場(chǎng)時(shí)，它們就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
因此，當(dāng)河外宇宙射線在穿越數(shù)百萬(wàn)或數(shù)十億光年后到達(dá)地球時(shí)，它們已經(jīng)被偏轉(zhuǎn)和重定向了許多次，就像天體彈球機(jī)中的球一樣在宇宙中反彈。這使得重建它們的原始路徑幾乎是不可能的，但可能有一種間接的方法來(lái)做到這一點(diǎn)。
“當(dāng)宇宙射線與氣體相互作用時(shí)，這些相互作用會(huì)導(dǎo)致光子和中微子的產(chǎn)生。這些是直線傳播的中性粒子，因此可以間接揭示宇宙射線的起源，”Tjus解釋說(shuō)。
目前，宇宙射線被研究的能量范圍很廣，從10⁹ eV到10 ⁰ eV，科學(xué)家們研究了從宇宙射線的成分到它們?cè)谔炜罩械挠欣较虻乃袞|西。Tjus認(rèn)為，結(jié)合3D建模和對(duì)與宇宙射線相關(guān)的中微子和光子的精確測(cè)量，可以在理解宇宙射線來(lái)自哪里以及它們?nèi)绾我匀绱梭@人的能量發(fā)射方面取得進(jìn)展。
Tjus說(shuō):“宇宙射線之謎只能通過(guò)將觀察到的不同信使的不同信息整合在一起來(lái)解開(kāi)。”“到今天為止，有各種各樣的天文臺(tái)提供不同的信息。“
作者:探索
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