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三類高能宇宙射線可能都來自黑洞噴流
2018-01-24 13:57:08 來源: 新華網
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  新華社北京1月24日電 美國科學家最近提出,3種能量極高、身世神秘的宇宙射線,可能都來自星係中央巨大黑洞的噴流。

  賓夕法尼亞州立大學和馬裏蘭大學研究人員在新一期英國《自然·物理學》雜志網絡版上發表論文説,他們提出一個新模型,首次通過詳細運算解釋了超高能宇宙射線、高能中微子和高能伽馬射線這3類“宇宙信使”的起源,即在星係中央活動特別劇烈的區域,超大質量黑洞産生的噴流可以産生這3類高能宇宙射線。

  宇宙射線是來自外太空的帶電高能次原子粒子,每時每刻都有無數這樣的粒子像雨一樣傾瀉到地球上,它們攜帶著宇宙起源和天體演化的信息,被視為“宇宙信使”。這些粒子的來源是宇宙學最大謎題之一,能量極高的那些尤為神秘。

  超高能宇宙射線主要由原子核組成,攜帶能量超過10的18次方電子伏特,遠遠超出人類建造的最強大粒子加速器所能達到水平。中微子是一種質量極小、穿透力超強、與普通物質幾乎不發生相互作用的基本粒子,高能中微子能量為10的15次方電子伏特級別。伽馬射線是波長很短的電磁波,高能伽馬射線能量為10的12次方電子伏特級別。

  研究人員説,這3類高能宇宙射線的能量雖然相差幾個數量級,但有著某種類似特徵,可能同出一源。

  旋轉的超大質量黑洞一邊吞噬物質,一邊從兩極噴出物質,速度可接近光速。模型顯示,宇宙射線被噴流加速後,能量較低的那些被束縛在附近區域並冷卻下去;而能量較高的部分可以逃離星係中央,穿越廣闊的宇宙空間,成為被人類觀測到的超高能宇宙射線。後者與星際物質進一步發生反應,産生高能中微子和高能伽馬射線。

  研究小組期待這一模型得到新數據的檢驗,尤其是來自下一代中微子探測設備和伽馬射線望遠鏡陣列的數據。

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【糾錯】 責任編輯: 劉陽
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