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《科学》:超新星残骸好比粒子加速器

来源:www.timetimetime.net 时间:2020-07-25 编辑:生活故事
作者:方群资料来源:科学时报发布时间:2009年

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《科学》:超新星遗迹就像粒子加速器

这一发现将为宇宙中一些更神秘的现象提供解释

超新星遗迹就像一个巨大而超有效的粒子加速器。

(图片提供了:ESO/Eveline埃尔德等人/美国宇航局/钱德拉CXC)

天文学家现在已经证实超新星,一种在巨星爆发后形成的天体,可以通过向天空发送冲击波产生携带巨大能量的宇宙射线粒子。这一发现将为天文学家和物理学家解释宇宙中一些更神秘的现象。研究人员在6月26日出版的美国杂志《科学》上报道了这一结果。

十多年来,天文学家一直怀疑超新星冲击波是一个巨大的粒子加速器。基本理论是这样的:当死星碎片以每小时3000万公里的速度咆哮进入太空时,它通过与所谓的星际介质(ISM)的相互作用形成了冲击波。冲击波中的质子被ISM的巨大磁场捕获,磁场反过来将这些质子反弹回恒星碎片。然而,恒星碎片有自己的磁场,排斥这些质子。

质子的每次反弹都会积累更多的能量。最后,磁场中的“网球比赛”将质子加速到接近光速。在摆脱恒星碎片的束缚并进入太空后,一些质子最终将进入地球大气层。这些粒子的能量如此之强,以至于宇航员报告说,即使他们闭上眼睛,他们也能看到闪光这是由一个质子撞击视网膜造成的。

几天前,一个国际天文学家小组终于观察到冲击波中质子的加速。利用智利巴拉那的超大型望远镜和美国宇航局的钱德拉航天器,研究人员观察到超新星残骸向距离地球8200光年的罗盘星座方向发射的x光和可见光。经过几年的工作,这项观测使他们能够计算位于冲击波前后的质子能量。

荷兰乌得勒支大学物理学家伊芙琳埃尔德领导了这项研究,他说研究结果表明,恒星碎片的能量加速了质子的运动,正如研究人员所预期的那样。当谈到冲击波中质子的速度时,她说:“我们没想到冲击波的速度会这么高。”基于这一速度,研究小组得出结论,超过一半的冲击波能量将用于加速质子,而不是产生热量。

美国罗利北卡罗来纳州立大学的物理学家唐纳德埃里森(Donald Ellison)认为这是一篇非常重要的论文。他说:“这证明了先前的预测,冲击波是一种极其有效的质子加速器。”它将“提高我们对宇宙中一些更奇异现象的理解”,例如伽马射线爆发和类星体类似超新星,它会产生巨大的冲击波。

(方群翻译自1月28日)

《科学时报》 (2009-6-29 A3国际)

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