天文学家发现巨大的“屏障”将银河系中心与宇宙射线海分开

天文学家发现巨大的“屏障”将银河系中心与宇宙射线海分开

根据一项新的研究,银河系的中心可能比天文学家想象的还要奇怪。

在这项研究中,来自南京的中国科学院的一组研究人员调查了一张放射性伽马射线图——宇宙中能量最高的光形式,当称为宇宙射线的极高速粒子撞击时会产生这种射线。普通物质——在我们银河系的中心和周围爆炸。

该地图显示,银河系中心附近的某物似乎正在将粒子加速到惊人的速度——非常接近光速——并在银河系中心外产生大量宇宙射线和伽马射线。然而,研究小组在 11 月 9 日的报告中指出,即使银河系中心不断向太空吹出高能辐射风暴,银河系核心附近的东西也阻止了来自宇宙其他部分的大部分宇宙射线进入。 《自然通讯》杂志。

研究人员将这种效应描述为一个无形的“屏障”,它包裹在银河系中心周围,使那里的宇宙射线密度显着低于我们银河系其余部分所见的基线水平。换句话说:宇宙射线可以离开银河系中心,但很难进入。

这个宇宙屏障是如何运作的,或者它为什么存在,仍然是个谜。

中间的怪物

我们银河系的中心位于人马座,距离地球约 26,000光年。这是一个密集而尘土飞扬的地方,每光年拥有的恒星数量是整个太阳系的100 万倍以上——全部都围绕着一个质量约为太阳 400 万倍的超大质量黑洞。

长期以来,科学家们一直怀疑这个名为人马座 A* 的黑洞,或者可能是银河系中心的其他天体,正在将质子和电子加速到接近光速,从而产生宇宙射线,这些射线穿过我们的银河系并继续进入星际空间。这些射线在我们银河系的磁场中传播,在整个银河系中形成密度大致均匀的高能粒子海洋。这种稳定的粒子汤被称为宇宙射线海。

在他们的新研究中,研究人员将这片海域的宇宙射线密度与银河系中心的宇宙射线密度进行了比较。宇宙射线无法直接看到,但科学家可以在空间的伽马射线图中找到它们,这有效地显示了宇宙射线与其他类型物质碰撞的位置。

使用费米大面积望远镜的数据,该团队证实银河系中心的某些东西确实充当了一个巨大的粒子加速器,将宇宙射线射入银河系。Live Science 先前报道,可能的罪魁祸首包括人马座 A*,因为理论上黑洞可以将某些粒子射入太空,即使它们吞噬了周围的一切;古代超新星的遗迹;甚至来自众多恒星的强恒星风都挤进了银河系中心。

但这张地图也揭示了神秘的“屏障”,这是一个清晰的点,宇宙射线的密度在银河系中心的边缘显着下降。研究人员说,这种现象的来源更难查明,但它可能涉及我们银河系致密核心附近的磁场混乱。

例如,该团队在他们的论文中建议,银河系中心附近密集的尘埃和气体云可能会自行坍塌,压缩那里的磁场并形成一个宇宙射线屏障。或者,也许来自银河系中心无数恒星的恒星风正在推回宇宙射线海,就像太阳风一样。

需要进一步的研究来弄清楚在我们银河系奇异的深处到底发生了什么。

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