紫金山天文臺發現銀河係中心的宇宙線新成分

　　記者從中國科學院紫金山天文臺獲悉，最近該臺黃曉淵、袁強、范一中三位研究員發現了銀河係的中心（銀心）的宇宙線新成分以及宇宙線的磁遮罩效應，成果線上發表在《自然通訊》上，引起國際天文學界關注。

　　長期以來，銀心一直是天文學家最為關注的天體實驗室之一。據介紹，銀心包含有超大品質黑洞、林林總總的天體以及預期存在的大量暗物質等，這使得人們對銀心的研究興趣長久不衰。

　　宇宙線則是在極端天體環境中産生的高能帶電粒子，是研究眾多物理和天文問題如粒子加速、星際介質湍動屬性、星際磁場等的重要信使，是人類觀察宇宙的重要窗口。宇宙線和星際介質碰撞可以産生伽馬射線，因此可以通過伽馬射線來研究宇宙線的起源和傳播等性質。

　　2016年，H.E.S.S.（高能立體視野係統，一個位于奈米比亞的大氣切連科夫望遠鏡陣列）通過觀測銀心附近的彌散伽馬射線輻射，發現銀心存在持續的宇宙線加速現象，且可以將宇宙線加速到PeV能量，該加速源很可能和銀心的超大品質黑洞的活動有關。

　　紫金山天文臺研究團隊利用費米衛星的伽馬射線數據，仔細研究了銀心附近區域的宇宙線分布。在較低的能段認證了H.E.S.S.等發現的PeV加速源的低能對應體，支援了銀心宇宙線源的存在，也説明該宇宙線源可以有效地加速橫跨多個能量段的高能粒子。

　　此外，研究團隊還發現，在銀心附近的中心分子雲區域的宇宙線能量密度比分子雲外的宇宙線“海”的能量密度更低。這意味著中心分子雲扮演著一個壁壘的角色，有效阻止了宇宙線“海”中的高能粒子穿入該區域。其物理原因可能是因為分子雲中的磁場強度更高，將宇宙線粒子遮罩在分子雲外。類似的磁遮罩效應在我們的太陽係中其實早已觀測到，即宇宙線的太陽調制效應。我們的銀河係整體也類似于這樣一個壁壘，將河外的低能宇宙線“拒之門外”。（蔡姝雯）