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摘要:2010年,天文学家与费米伽马射线太空望远镜宣布发现了两个巨大的星团。相关:巨大的银河系气泡以200万英里每小时的速度两个巨大的热气团制造热气团并不容易。但是它们内部的某些东西能够产生最高能量的光:伽马射线,这就是费米团队发现它们的方式。,但伽马射线并不是高能粒子能产生的唯一物质。但到目前为止,它已经发现其中10个小鬼魂大致来自两个费米泡泡的方向。
2010年,天文学家与费米伽马射线太空望远镜宣布发现了两个巨大的星团。这些星团以银河系的核心为中心,但它们在我们银河系家园的平面上下延伸了25000光年。它们的起源仍然是一个谜,但是不管它们到了那里,它们都在释放大量的高能辐射。
最近,南极洲的冰立方阵列报告了10个来自气泡的超级双倍高能中微子,导致一些天体物理学家推测一些疯狂的亚原子相互作用正在进行中。最终的结果是:费米气泡比我们想象的还要神秘。
相关:巨大的银河系气泡以200万英里每小时的速度
两个巨大的热气团制造热气团并不容易。首先,你需要能量,而且需要很多能量。对于一个典型的星系来说,这种能将热气体扩散到25000光年远的能量并不容易获得。然而,费米泡泡的独特方向——均匀地在我们的银河系中心上下延伸——是一个强有力的线索,表明它们可能与我们的中央超大质量黑洞,也就是数百万年前的人马座a*
Sag a*(我们的巨型黑洞的更常见名称,因为谁想一直打字或说“射手座”吃了一顿大餐,消化不良的情况很严重,吸入的物质受热,在复杂的电磁力的舞蹈中扭动,并设法逃脱事件视界的控制,然后掉进去。这种物质,能量超乎想象,从星系中心飞奔而去,依靠着加速到接近光速的粒子喷流。当它们逃到安全的地方时,这些粒子扩散并变薄,但直到今天仍保持着它们的能量状态。
或者也许是一颗恒星离Sag a*太近,被撕成碎片,在一次剧烈的事件中释放出所有的强大引力能,导致气泡的形成。或许这与SAGA本身无关,但核心中的众多恒星——也许几十颗或数百颗密集的恒星同时发生超新星,将这些气体羽流喷射出银河系之外。
或以上都不是。
不管怎样,气泡都是在这里,它们很大,我们不了解它们。
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伽马和中微子肉眼看不到费米气泡。尽管它们的温度很高,但里面的气体却非常稀薄,几乎看不见它们。但是它们内部的某些东西能够产生最高能量的光:伽马射线,这就是费米团队发现它们的方式。
我们认为伽马射线是由宇宙射线在气泡内产生的,宇宙射线本身就是高能粒子(你在这里得到了总体的“高能”主题吗?)这些粒子,大部分是电子,但也可能是一些更重的家伙,会发出独特的伽马射线。
,但伽马射线并不是高能粒子能产生的唯一物质。有时宇宙射线相互作用,执行一些复杂的物质和能量的亚原子舞蹈,并释放一个中微子,一个几乎没有质量的粒子,它只通过微弱的核力与其他粒子相互作用(这意味着它几乎从未与正常物质相互作用)在地理南极,使用一立方公里的纯南极水冰作为中微子探测器:每隔一段时间,穿过冰层的高能中微子就会与水分子相互作用,建立起一个多米诺骨牌式的连锁反应,导致更熟悉的粒子阵雨和闪光信号。
由于其探测器的性质,冰立方并不是最伟大的当它说到p确定中微子的精确起源位置。但到目前为止,它已经发现其中10个小鬼魂大致来自两个费米泡泡的方向。
这是巧合,还是阴谋
“一个亚原子谜题”“所以可能有什么东西在费米泡泡内产生这些极其奇异的中微子。或者不是——这可能只是巧合,中微子真的是从气泡后面的宇宙某个遥远的地方来的。
更重要的是,宇宙射线不知何故产生了所有的伽马射线,尽管我们不太清楚是怎么产生的。也许我们会幸运:也许气泡内部有一组相互作用,产生伽马射线和合适的中微子,这些中微子可以被冰立方探测到。这将是解释气泡本身物理性质的一大进步,并为我们提供了它们起源的巨大线索。
最近,一个研究小组仔细研究了现有的数据,甚至添加了新运行的高空切伦科夫水探测器(一个超棒的地面伽玛射线望远镜)的结果,并将这些信息与气泡的各种理论模型结合起来,寻找合适的组合。
在一种可能的情况下,气泡中的质子偶尔会相互撞击并产生π子,这些奇异的粒子会迅速衰变为伽马射线。在另一个例子中,气泡中大量的高能电子与宇宙微波背景中不断出现的辐射相互作用,将一些幸运的光子提升到伽马态。在第三种情况下,气泡外缘的冲击波利用磁场驱动局部但无电的粒子高速运动,然后开始发射宇宙射线。
,但尽管他们尽可能地尝试,这项研究的作者并没有找到任何情景(或这些情景的任何组合)来拟合所有的数据。简言之,我们仍然不知道是什么驱动了气泡的伽马射线发射,气泡是否也产生了中微子,或者最初是什么制造了气泡。但科学就是这样做的:收集数据,排除假设,接下来,
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物理学中18个最大的未解之谜一对巨大的空间泡泡可能向地球古怪的物理学吐出宇宙射线:自然界最酷的小粒子保罗M萨特是俄亥俄州立大学天体物理学家,Ask a Spaceman and Space Radio的主持人,《你在宇宙中的位置》一书的作者。萨特将这篇文章贡献给了太空专家之声:Op Ed&Insights。
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