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半世紀未解的天文謎團破解!科學家揭曉「超高能宇宙射線」來自何方
2024-04-26 15:13:32 *
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作者 主題: 半世紀未解的天文謎團破解!科學家揭曉「超高能宇宙射線」來自何方  (閱讀 825 次)
peter
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文章: 47872



« 於: 2017-09-22 18:31:02 »

http://m.match.net.tw/pc/news/international/20170922/4244799
一個大型國際研究團隊21日說,他們首次證實地球上探測到的「超高能宇宙射線」不是來自銀河系內,而是源自銀河系之外的遙遠星系。超高能宇宙射線的能量超過10的18次方電子伏特(eV),遠遠高於人造粒子加速器所能達到的能量。人類研究這類射線已有50多年,但其來源和機制仍然是個謎。

由來自18個國家400多名科學家組成的研究團隊在新一期美國《科學》(Science)期刊上報告說,他們發現,這些宇宙射線(cosmic rays)從太空射向地球的方向分布並不均勻,而是偏向於來自某特定方位,而這個方位與銀河系(Galaxy)中心方向偏差120度,顯示超高能宇宙射線不是像一些科學家認為的那樣來自銀河系內。

這個研究團隊是在對皮埃爾.奧熱天文台(Pierre Auger Observatory)2004年至2016年間採集的數據進行分析後獲得上述發現的。皮埃爾.奧熱天文台位於阿根廷,擁有1660個粒子探測器,每個盛裝12噸的純水,分布面積達3000多平方公里,是世界上已建成的最大宇宙射線觀測站,目前有來自18個國家的400多位科學家參與研究計畫。

Pierre Auger Observatory time lapse from Steven Saffi on Vimeo.

研究共同作者美國內布拉斯加大學(University of Nebraska-Lincoln)物理學教授史諾(Gregory Snow)說:「還有一些其他證據,但是這篇論文真正證實了具有最高能量的宇宙射線粒子多數不是來自銀河系內。」宇宙射線由多種元素的原子核組成,最輕的是氫(質子),最重的是鐵。

史諾說,地球上探測到的來自太陽的宇宙射線粒子都是低能量粒子,其能量遠遠低於皮埃爾.奧熱天文台探測到的粒子能量(平均2焦耳)。「我們探測到的粒子能量是如此巨大,所以它們一定來自(星系中心的大型黑洞等)極其劇烈的天體物理現象」。

儘管這項發現證實超高能射線來自銀河系外,但它們的確切來源仍是未知。研究人員解釋說,這主要是因為在星系磁場的作用下,這些帶電粒子的飛行方向可能偏轉了幾十度。另外,超高能宇宙粒子比較罕見,地球大氣層上方每年每平方公里才會見到1個,相當於足球場那麼大的地方每100年才見到一個,這增加了研究的難度。

史諾指出,宇宙射線提供了有關宇宙結構的線索,「通過瞭解這些粒子的起源,我們希望更多地瞭解宇宙的起源、大爆炸以及星系和黑洞的形成等等……這些是天體物理學中最重要的一些問題。」


天文学家发现地球接收的超高能宇宙射线多来自银河系外
http://www.cnbeta.com/articles/science/654461.htm

 



https://zh.wikipedia.org/zh-tw/GZK%E6%A5%B5%E9%99%90
GZK極限,是以提出者Greisen、Zatsepin、Kuzmin三人姓氏之首字母為名的理論上限,描述源自遠處的宇宙射線應有的理論上限值。
根据爱因斯坦的狭义相对论,银河系外的宇宙射线抵达地球时,由于路上遭遇太多的碰撞,
它们的最大能量将只有5×10^19电子伏特,
这一现象被称做“GZK极限”。
GZK极限描述源自远处的宇宙射线应有的理论上限值。但过去的天文发现却一直在挑战这项推论,
2005年以来日本物理学家观测到了一些根本不应该存在的宇宙射线,
观测表明宇宙中的确存在着1020电子伏特以上的射线,超高能级的此类粒子也并非来自银河系内部。
现在这项研究成果正式表明超高能级的宇宙射线来自银河系外。

国际天文学家通过12年间的观测研究指出,现在能够基本确定此类超高能宇宙射线的分布,它们并非是在星空中四处分布的,
有整体的来源方向。天文学家将继续应用一切手段,更精确地推测出超高能宇宙射线的来源。

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