一個(gè)意想不到的物體正在深空爆炸強(qiáng)大的輻射

科學(xué)家們長期以來一直認(rèn)為，太空中能量最高的伽馬射線是在非?；钴S的超大質(zhì)量的強(qiáng)烈熔爐中鍛造的黑洞，很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)。但一項(xiàng)新的研究將其中一些高能光子追蹤到離我們更近的物體。

V4641 射手座是一個(gè)距離地球約 20,000 光年的系統(tǒng)，朝人馬座的方向發(fā)展。在那里，一個(gè)黑洞質(zhì)量約為 6 個(gè)太陽，正在從一顆質(zhì)量約為 3 個(gè)太陽質(zhì)量的巨星上吸食物質(zhì)——并產(chǎn)生像宇宙粒子加速器一樣的強(qiáng)烈輻射。

天文學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)探測(cè)到來自 V4641 人馬座的光子，它攜帶的能量高達(dá)驚人的 200 太電子伏特 （TeV）。作為參考，那是 200兆能量是可見光的倍，并且在最高能量光子你會(huì)在太空中找到答案。

眾所周知，圍繞這個(gè)能級(jí)的伽馬射線可以在宇宙中旋轉(zhuǎn)，但科學(xué)家們認(rèn)為它們主要起源于類星體– 明亮的銀河系核心，其中超大質(zhì)量黑洞在混亂地吞噬著下落的氣體時(shí)釋放出大量的能量。

V4641 射手座就是所謂的微類星體，顧名思義，它的功能有點(diǎn)像普通類星體的迷你版本。這黑洞更小，物質(zhì)源更小，它們發(fā)出的輻射更小?；蛘咧辽?，這是傳統(tǒng)思維告訴我們的。

“從微類星體中檢測(cè)到的光子通常比從類星體中探測(cè)到的光子的能量低得多，”說波蘭科學(xué)院核物理研究所 （IFJ PAN） 的 Sabrina Casanova。

“通常，我們談?wù)摰氖菙?shù)十千兆伏特量級(jí)的值。與此同時(shí)，我們?cè)?[高海拔水域切倫科夫]天文臺(tái)：來自我們銀河系中的微類星體的光子，但攜帶的能量比正常值高數(shù)萬倍。

HAWC 伽馬射線天文臺(tái)位于墨西哥死氣沉沉的 Sierra Negra 火山的一側(cè)，旨在收集從太空流入的特別高能粒子。為此，它由 300 個(gè)裝滿純凈水的大鋼罐組成。

這個(gè)想法是，當(dāng)這些高能粒子進(jìn)入水箱時(shí)，它們會(huì)引發(fā)一系列其他粒子，這些粒子在水中傳播的速度比光快。這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)名為切倫科夫輻射，它本質(zhì)上是電磁型音爆。

儲(chǔ)氣罐內(nèi)部的靈敏探測(cè)器可以捕捉到這些閃光，并允許科學(xué)家逆向工作，以弄清楚是什么類型的帶電粒子引發(fā)了它，以及它來自哪個(gè)方向。

HAWC 可以看到15%并且每 24 小時(shí)掃描一次整個(gè)天空的三分之二，從而構(gòu)建一種宇宙地圖。正是在其中一張地圖中，V4641 人馬座作為伽馬射線的意外亮點(diǎn)出現(xiàn)。

“在查看天空?qǐng)D以尋找我的下一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，我注意到距離我們的銀河系平面 5 度的區(qū)域有明亮的發(fā)射，這在以前的數(shù)據(jù)集中是看不到的?！?a>說物理學(xué)家 Xiaojie Wang。

“在這個(gè)地區(qū)還沒有發(fā)現(xiàn)或分析過伽馬射線源，所以我抓住了這個(gè)機(jī)會(huì)，領(lǐng)導(dǎo)了分析?！?/p>

經(jīng)過仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn) V4641 人馬座是這些超高能伽馬射線的來源。其他微類星體，如不銹鋼 433之前曾檢測(cè)到 V4641 人馬座以超過 25 TeV 的能量拋出光子，但 V4641 人馬座的輻射更上一層樓：它產(chǎn)生的輻射與常規(guī)類星體相當(dāng)，這在以前被認(rèn)為是不可能的。

這一新發(fā)現(xiàn)不僅使天文學(xué)家更好地了解宇宙輻射，還更好地了解類星體本身。圍繞這些巨大天體的物理學(xué)以慢動(dòng)作形式上演，持續(xù)數(shù)百萬年——但微類星體在幾天的時(shí)間尺度上也會(huì)發(fā)生類似的過程。它們就像天然的模擬器。

該研究發(fā)表在雜志上自然界.

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