名古屋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)新研究首次量化了超新星遺跡中產(chǎn)生的宇宙射線的數(shù)量
發(fā)布時(shí)間:2025-12-03 21:47:21 作者:玩站小弟
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名古屋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)新研究首次量化了超新星遺跡中產(chǎn)生的宇宙射線的數(shù)量神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)cnBeta:大約一個(gè)世紀(jì)前,科學(xué)家們開始意識(shí)到,他們?cè)诘厍虼髿鈱又刑綔y(cè)到的一些輻射并非源自本地。這最終催生
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名古屋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)新研究首次量化了超新星遺跡中產(chǎn)生的宇宙射線的數(shù)量
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)cnBeta:大約一個(gè)世紀(jì)前,科學(xué)家們開始意識(shí)到,學(xué)領(lǐng)星遺線他們?cè)诘厍虼髿鈱又刑綔y(cè)到的導(dǎo)新的宇重慶美女兼職外圍上門外圍女(微信156-8194-*7106)一二線城市預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源一些輻射并非源自本地。這最終催生了宇宙射線的研究發(fā)現(xiàn),高能質(zhì)子和原子核被剝奪了電子并加速到相對(duì)論速度(接近光速)。首次數(shù)量然而,量化圍繞著這種奇怪的超新產(chǎn)生(和潛在的)現(xiàn)象仍有幾個(gè)謎團(tuán)。這包括關(guān)于它們的跡中起源以及宇宙射線的主要成分(質(zhì)子)如何被加速到如此高的速度的問題。由于名古屋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的宙射重慶美女兼職外圍上門外圍女(微信156-8194-*7106)一二線城市預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源一項(xiàng)新研究,科學(xué)家們首次量化了超新星遺跡中產(chǎn)生的名古宇宙射線的數(shù)量。
雖然科學(xué)家們理論上認(rèn)為宇宙射線的學(xué)領(lǐng)星遺線來源很多--太陽、超新星、導(dǎo)新的宇伽馬射線暴(GRBs)和活動(dòng)星系核(又稱類星體)--但自從1912年首次發(fā)現(xiàn)以來,研究它們的首次數(shù)量確切來源一直是個(gè)謎。同樣,量化天文學(xué)家們推測(cè),超新星殘骸是將它們加速到接近光速的原因。
當(dāng)宇宙射線穿越我們的銀河系時(shí),它們?cè)谛请H介質(zhì)(ISM)的化學(xué)演變中發(fā)揮了作用。因此,了解它們的起源對(duì)于了解星系如何演變至關(guān)重要。近年來,改進(jìn)的觀測(cè)結(jié)果使一些科學(xué)家推測(cè),超新星殘骸產(chǎn)生了宇宙射線,因?yàn)樗鼈兗铀俚馁|(zhì)子與ISM中的質(zhì)子相互作用,產(chǎn)生了極高能量 (VHE)的伽馬射線。
然而,伽馬射線也是由電子與ISM中的光子相互作用產(chǎn)生的,這些光子可以是紅外光子或宇宙微波背景(CMB)的輻射形式。因此,確定哪一個(gè)來源更大,對(duì)于確定宇宙射線的來源是最重要的。希望闡明這一點(diǎn),研究小組--包括來自名古屋大學(xué)、日本國(guó)家天文臺(tái)(NAOJ)和澳大利亞阿德萊德大學(xué)的成員--觀察了超新星遺跡RX J1713.7?3946(RX J1713)。
他們研究的關(guān)鍵是他們開發(fā)了一種新的方法來量化星際空間的伽馬射線來源。過去的觀測(cè)表明,由質(zhì)子與ISM中的其他質(zhì)子碰撞引起的VHE伽馬射線的強(qiáng)度與星際氣體密度成正比,這一點(diǎn)用無線電線成像就可以分辨出來。另一方面,由電子與ISM中的光子相互作用引起的伽馬射線也有望與電子的非熱X射線強(qiáng)度成正比。
為了進(jìn)行研究,該小組依靠高能立體系統(tǒng)(HESS)獲得的數(shù)據(jù),這是一個(gè)位于納米比亞的VHE伽馬射線觀測(cè)站(由馬克斯-普朗克核物理研究所運(yùn)營(yíng))。然后他們將其與歐空局X射線多鏡任務(wù)(XMM-牛頓)觀測(cè)站獲得的X射線數(shù)據(jù)以及星際介質(zhì)中氣體分布的數(shù)據(jù)結(jié)合起來。
然后,他們將所有三個(gè)數(shù)據(jù)集結(jié)合起來,確定質(zhì)子占宇宙射線的67±8%,而宇宙射線電子占33±8%--大約是70/30的比例。這些發(fā)現(xiàn)是突破性的,因?yàn)樗鼈兪堑谝淮螌?duì)宇宙射線的可能來源進(jìn)行量化。它們也構(gòu)成了迄今為止最明確的證據(jù),證明超新星殘骸是宇宙射線的來源。
這些結(jié)果還表明,質(zhì)子引起的伽馬射線在氣體豐富的星際區(qū)域更常見,而電子引起的伽馬射線在氣體貧乏的區(qū)域則會(huì)增強(qiáng)。這支持了許多研究人員的預(yù)測(cè),即這兩種機(jī)制共同影響了ISM的演變。該研究的主要作者,名譽(yù)教授 Yasuo Fukui說:
"如果沒有國(guó)際合作,這種全新的方法是不可能完成的。(它)將被應(yīng)用于更多的超新星遺跡,除了現(xiàn)有的觀測(cè)站之外,使用下一代伽馬射線望遠(yuǎn)鏡CTA(切倫科夫望遠(yuǎn)鏡陣列),這將大大推進(jìn)宇宙射線起源的研究。"
除了領(lǐng)導(dǎo)這個(gè)項(xiàng)目外, Yasuo Fukui自2003年以來一直致力于利用智利拉斯坎帕納斯天文臺(tái)的NANTEN射電望遠(yuǎn)鏡和澳大利亞望遠(yuǎn)鏡緊湊型陣列對(duì)星際氣體分布進(jìn)行量化。由于阿德萊德大學(xué)的Gavin Rowell教授和Sabrina Einecke博士(該研究的共同作者)以及H.E.S.S.團(tuán)隊(duì),伽馬射線觀測(cè)站的空間分辨率和靈敏度終于達(dá)到了可以對(duì)兩者進(jìn)行比較的程度。
同時(shí),共同作者NAOJ的Hidetoshi Sano博士領(lǐng)導(dǎo)了對(duì)XMM-牛頓觀測(cè)站的檔案數(shù)據(jù)集的分析。在這方面,這項(xiàng)研究也顯示了國(guó)際合作和數(shù)據(jù)共享是如何促成各種前沿研究的。伴隨著儀器的改進(jìn),方法的改進(jìn)和更多的合作機(jī)會(huì),正在導(dǎo)致一個(gè)天文學(xué)突破成為經(jīng)常發(fā)生的時(shí)代。
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