拉索重磅发现,最高能量光子,有望破解宇宙线起源之谜?

2021-05-17 21:57:30 探索宇宙百科

LHAASO重磅新发现,人类观测到的最高能量光子,有望破解宇宙线起源这个“世纪之谜”。LHAASO可能很多人不知道是什么,LHAASO是世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙射线探测装置。LHAASO位于中国四川省稻城县海子山。2016年7月开始基础设施建设。2018年6月19日,高海拔宇宙线观测站正式开工。占地面积约2040亩,由5195个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子阵列、78000平方米水切伦科夫探测器、18台广角切伦科夫望远镜交错排布组成的复合阵列。LHAASO采用这四种探测技术,可以全方位、多变量地测量宇宙线。

LHAASO的核心科学目标就是探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化、高能天体演化和暗物质的研究。广泛搜索宇宙中尤其是银河系内部的伽马射线源,测量更高能量的弥散宇宙线的成分与能谱,揭示宇宙线产生、加速和传播的规律,探索新物理前沿。LHAASO使人类在探索更深的宇宙、更高能量的射线等方面,都达到前所未有的水平,为开展大气、环境、空间天气等前沿科学交叉研究提供重要实验平台。

所谓宇宙射线,指的是来自于宇宙中的一种具有相当大能量的带电粒子流,它们可能会产生二次粒子穿透地球的大气层和表面,原始宇宙线粒子,它的能量平均比光子大得多,它的速度和光速相接近,它们从四面八方闯到地球上,原始宇宙粒子闯入地球大气层以后,与空气分子中的原子核碰撞,产生电子,正电子,光子,介子超子等基本粒子。由于地球大气层的保护,我们免受大部分宇宙射线的影响,但是那些高能粒子能够参透大气层,对地球上的生物造成影响,甚至可能引起DNA突变。还有科学家认为,长期以来普遍受到国际社会关注的全球变暖问题,很有可能也与宇宙射线有直接关系。这种观点认为,温室效应可能并非全球变暖的唯一罪魁祸首,宇宙射线有可能通过改变低层大气中形成云层的方式来促使地球变暖。宇宙射线的研究已逐渐成为了天体物理学研究的一个重要领域,许多科学家都试图解开宇宙射线之谜。可是一直到现在,人们都并没有完全了解宇宙射线的起源。一般的认为,宇宙射线的产生可能与超新星爆发有关。对此,一部分科学家认为,宇宙射线产生于超新星大爆发的时刻,“死亡”的恒星在爆发之时放射出大能量的带电粒子流,射向宇宙空间;另一种说法则认为宇宙射线来自于爆发之后超新星的残骸。

通过最新消息,LHAASO在银河系内发现大量超高能宇宙加速器,并记录到最高达1.4拍电子伏特的伽马光子,1拍=1千万亿电子伏特,这是人类观测到的最高能量光子,突破了人类对银河系粒子加速的传统认知,银河系内的宇宙线加速器存在能量极限是个“常识”,过去预言的伽马射线能谱在0.1 拍电子伏附近会有“截断”现象,LHAASO的结果完全突破了这个“极限”。“这说明宇宙深处还存在更高能、更强大的宇宙粒子加速器,。科学家发现最高能量的光子来自天鹅座内非常活跃的恒星形成区,还发现了12个稳定伽马射线源,光子能量一直延伸到1 拍电子伏附近。这表明银河系内遍布拍电子伏加速器。这些发现开启 “超高能伽马天文学”时代,表明年轻的大质量星团、超新星遗迹、脉冲星等是银河系超高能宇宙线起源的最佳候选天体,有助于破解宇宙线起源这个“世纪之谜”。

了解宇宙射线的起源和变化规律以及宇宙天体的演化,对于我们有着无比重要的意义,只有更多地了解宇宙,才能规避来自宇宙中的危险,也为人类的繁衍奠定了坚实的基础。朋友们,LHAASO的重磅新发现,离解开宇宙射线之谜还有多久?欢迎评论区留言和转发,谢谢大家。

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