科技日报 2022-03-29 09:08
普遍认为,粒子是由新星、超新星及其遗迹抛出的高速物质与周围介质碰撞产生的激波加速的,粒子反复穿越激波面逐步获得能量,这就是耗散激波加速理论。陈松战说,这是目前已知的非常有效的粒子加速机制,它可以将激波约10%的机械能转化为被加速粒子的能量。
宇宙粒子加速器主要有超新星爆发及其遗迹星云、脉冲星、伽马射线暴、年轻大质量星团、活动星系核等。一般认为能量在1015电子伏特及以下的宇宙线,来源于银河系内天体,而更高能量的宇宙线来源于银河系外天体。
此前观测研究已表明,新星为GeV(10亿电子伏特)宇宙粒子加速器,其加速粒子能力比上文提到的几种天体弱很多。所以,在地面伽马探测器观测中很难被探测到。
陈松战表示,此次最新研究是地面探测器首次观测到来源于新星的、能量大于1011电子伏特的伽马辐射,而宇宙线能量一般是其次级伽马光子能量的10倍,所以通过探测到1012电子伏特的伽马射线,证明了新星能够加速宇宙线粒子到1013电子伏特,也就是说,新星成为了TeV(万亿电子伏特)宇宙线加速器。“尽管如此,新星其实还是相对比较弱的宇宙线加速器。”他解释说,从能量上看,TeV与PeV(千万亿电子伏特)相比能量有些低;从宇宙线的流强(每秒每平方米到达地球上的宇宙线数目)上看,新星产生的宇宙线远少于地球观测到宇宙线的总量。
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