宇宙射线的神秘起源

华盛顿——超高速质子有时会以接近光速的速度从太空撞击地球。

这些被称为宇宙射线的粒子来自哪里一直是一个科学迷。但新的证据有助于证实主要的解释——它们起源于遥远的死恒星残余。

这种所谓的超新星遗迹包含恒星在超新星爆炸中坍塌前喷出的气体外壳。它们拥有强大的磁场，被认为表现得像巨大的粒子加速器，加速粒子成为宇宙射线。

美国国家航空航天局费米伽马射线太空望远镜的最新观测显示，超新星遗迹发射的辐射能量是可见光的10亿倍。这种辐射是短波长伽马射线，可能是宇宙射线的特征，人们认为宇宙射线在与气体碰撞时会产生伽马射线。

斯坦福大学卡夫利粒子天体物理与宇宙学研究所和加州门洛帕克SLAC国家加速器实验室的天体物理学家Stefan Funk说：“了解宇宙射线的来源是费米的关键目标之一。费米现在使我们能够比较不同年龄和不同环境下残余物的发射。”

Funk星期一在华盛顿特区举行的美国物理学会会议上介绍了这一发现。费米大面积望远镜（LAT）观察到了来自三颗名为W51C、W44和IC443的超新星遗迹的伽马射线，这三颗超新星的恒星死于4000年至30000年前。该望远镜还发现了一个年轻得多的遗迹，名为仙后座a，只有330年的历史。

SLAC的帕诺夫斯基研究员Yasunobu Uchiyama说：“较老的残余物在GeV伽马射线中非常明亮，但在较高的能量下相对较弱。较年轻的残余物表现出不同的行为。”“也许能量最高的宇宙射线留下了较老的残留物，费米看到了能量较低的被捕获粒子的发射。”

科学家们认为，较年轻的超新星遗迹具有更强的磁场，能够抓住粒子足够长的时间，将其加速到最高速度，从而产生最高能量的宇宙射线。