物理学家探测到银河系外第二强大的宇宙射线

研究人员发现了来自银河系外的第二强大的宇宙射线。但这种来自外太空的“超高能量”粒子的确切起源仍然是个谜。在犹他州观测到的，这被认为是自1991年让物理学家困惑的“哦，我的上帝”粒子以来最强大的宇宙射线探测。

国际物理学家团队在《科学》杂志上发表的研究报告中提到，以日本神话中的太阳女神命名的“天照”粒子，其能量相当于“从腰部高度往脚趾上扔一块砖”。研究人员表示，该粒子的能量测量为2.4 x 10^20电子伏特(eV)，并于2021年5月27日被检测到。

宇宙射线是像质子或电子这样的带电粒子，以接近光速的速度在宇宙中穿行。带电粒子可能是天体事件的残余物，这些事件将物质分解成亚原子成分。研究人员说，由于这些粒子是带电的，它们的飞行路线就像弹球机里的球，它们在宇宙微波背景下与电磁场作之字形的对抗。

研究合著者约翰·马修斯在谈到“天照照”时说:“这些粒子能量很高，它们不应该受到星系和星系外磁场的影响。你应该能够指出它们来自天空的哪里。”这项研究是在犹他大学(美国)的望远镜阵列进行的，该望远镜阵列也见证了1991年在“苍蝇之眼”实验中发现的最高能量宇宙射线。这种最强大的宇宙射线被称为“哦，我的上帝”粒子，震惊了天体物理学家，因为人们认为我们的星系中没有任何东西有能力产生它，理论上宇宙射线不可能从其他星系到达地球。科学家们说，他们还没有找到对这些事件的“传统解释”，并相信这种罕见的现象可能与科学未知的粒子物理学有关。

“但在‘哦，我的上帝’粒子和这个新粒子的情况下，你追踪它的轨迹到它的源头，没有任何高能量足以产生它。这就是它的奥秘……”马修斯说。具有“Oh-My-God”和“Amaterasu”能量的粒子在星系间空间爆炸时相对不弯曲。研究小组说，只有最强大的天体事件才能产生它们。

“人们认为能量大的东西，比如超新星，远没有足够的能量来做到这一点。你需要大量的能量，非常高的磁场来限制粒子加速，”马修斯说。研究人员分析了宇宙射线的组成，以寻找其起源的线索，他们说，“天照照”粒子很可能是一个质子，因为它的轨道相对不弯曲。

他们说，较重的粒子，如铁原子核，比较轻的粒子，如氢原子的质子，有更多的电荷，在磁场中更容易弯曲。此外，物理学家说，根据粒子物理学，能量超过Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK)截止点的宇宙射线，比如“天照照”，对微波背景来说太强大了，不会扭曲它的路径。GZK截止值是质子在微波背景辐射的相互作用夺取其能量之前所能保持的长距离运动的最大能量。

然而，当科学家们发现回溯它的轨迹指向空白空间时，“天照照”粒子的神秘面纱加深了。也许磁场比我们想象的更强，但这与其他观察结果不一致，这些观察结果表明，磁场的强度不足以在10的20次方电子伏特能量下产生显著的曲率，”犹他大学教授约翰·贝尔茨(John Belz)说。这真是个谜。”