日本科學家們探測到三十年來最強大的宇宙射線,並且將這個天文事件取了日本神祇的名稱。然而這來自外太空的高能粒子的確切來源仍然是一個謎,有人認為這可能是由未知的物理現象產生的。

據權威期刊《自然》(Nature)23日報導,這令人困惑的宇宙射線能量高達240 EeV(EeV等於10^18伏特)與1991年發現的最強大的宇宙射線相當,當時稱為「哦,我的天啊」(Oh-My-God)粒子,其能量約為320 EeV。

澳洲科廷大學大學天文學家詹姆斯(Clancy James)表示:「這令人驚奇,因為你必須考慮是什麼能夠產生如此高的能量。」

宇宙射線,儘管名稱中帶有「射線」但實際上是一種高能亞原子粒子,通常是質子,以接近光速的速度穿越太空。在其超高能形式中,宇宙射線的能量水平超過1 EeV,約為最強大的人造粒子加速器所達到的能量的1百萬倍。能量超過100 EeV的宇宙射線很少被觀測到。

2021年5月27日,日本大阪公立大學的天文學家藤井俊博在美國猶他州的望遠鏡陣列(Telescope Array)進行例行數據檢查時,偶然發現了一些奇怪的信號。

這些信號表明,設施的探測器被某種超高能量的東西撞擊,但他起初對此持懷疑態度:「我以為這是軟體中的某種錯誤或漏洞,我真的很驚訝。」但測量結果與超級宇宙射線產生的結果一致。科學家們將這個粒子暱稱為「天照」(Amaterasu)以紀念日本神話中的最高位神祇。

然而,當藤井及其團隊試圖確定這次能量暴增的來源時,他們一無所獲。一般來說,超高能宇宙射線在太空中行進相對平滑,因為它們不像低能宇宙射線那樣容易受到磁場影響,本應很容易確定它來自哪顆恆星爆炸、黑洞或星系。

但是,藤井及其團隊溯源的時候,卻導向一個幾乎沒有星系存在的虛空區域。為了涵蓋所有可能性,研究人員還試圖將宇宙射線與可能的來源星系和位於其到達方向之外的物體進行匹配。但其中沒有一個似乎合適。最後藤井表示:「什麼都沒有,」

還有一種可能性是「天照」超高能宇宙射線是由未知的物理過程產生的,這可能使它們能夠比以前想像的更遠距離地行進,澳洲阿德萊德大學的宇宙粒子物理學家卡塞雷斯(Jose Bellido Caceres)表示:「這可能是新的物理學,」

文章來源:The most powerful cosmic ray since the Oh-My-God particle puzzles scientists
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