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定量分析支持宇宙射線起源理論研究成果發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上

2021-08-25 16:10:09來源：科技日報

浩瀚的宇宙總是有太多的秘密值得我們?nèi)ヌ剿?div id="4qifd00" class="flower right">

，例如

，宇宙射線起源于哪里?據(jù)近日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上的最新研究

，來自日本名古屋大學(xué)的天文學(xué)家首次成功地量化了超新星遺跡中宇宙射線的質(zhì)子和電子成分。根據(jù)對射電、X射線和伽馬射線輻射的最新成像分析

，宇宙射線發(fā)出的超高能伽馬射線中至少有70%是由質(zhì)子造成的

。

宇宙射線是宇宙中能量最高的帶電粒子流

，自1912年被發(fā)現(xiàn)以來

，其起源百年來一直是一個巨大的謎。由于宇宙射線促進(jìn)了星際物質(zhì)的化學(xué)演化

，因此了解它們的起源對于理解我們銀河系的演化至關(guān)重要

。

先前理論研究認(rèn)為，宇宙射線是由銀河系里超新星遺跡中的質(zhì)子加速形成的

，并以近乎光速的速度傳播到地球

。而此次研究是第一次定量地顯示超新星遺跡中產(chǎn)生的宇宙射線的數(shù)量

，支持了先前預(yù)測，在闡明宇宙射線的起源方面邁出了劃時代的一步

。

伽馬射線觀測的最新結(jié)果顯示，許多超新星遺跡以太電子伏特(TeV)的能量發(fā)射伽馬射線

。如果伽馬射線是由質(zhì)子產(chǎn)生的，而已知質(zhì)子又是宇宙射線的主要成分

，那么宇宙射線來源于超新星遺跡就可得到證實。然而

，伽馬射線也是由電子產(chǎn)生的

，因此有必要確定質(zhì)子或電子來源中

，哪一種占據(jù)主導(dǎo)地位

，并測量這兩種貢獻(xiàn)的比率。

研究結(jié)果表明

，來自質(zhì)子和電子的伽馬射線分別占伽馬射線總量的70%和30%

。這是第一次對這兩個起源進(jìn)行量化

，證實了銀河系宇宙射線是由超新星遺跡中質(zhì)子加速行為產(chǎn)生的

。結(jié)果還表明，來自質(zhì)子的伽馬射線在星際氣體富集區(qū)占主導(dǎo)地位

，而來自電子的伽馬射線在氣體貧乏區(qū)得到增強(qiáng)

，證實了這兩種機(jī)制是共同作用的

，并支持先前理論研究的預(yù)測

。

名古屋大學(xué)名譽教授福井康夫表示：“除了現(xiàn)有的觀測站外，這種新方法將應(yīng)用于更多的超新星遺跡

，通過使用下一代伽馬射線望遠(yuǎn)鏡CTA(切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列)

，將極大地推進(jìn)宇宙射線起源的研究

。”

責(zé)任編輯：孫知兵

關(guān)鍵詞：定量分析宇宙射線起源理論

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