銀河系中心存在神秘「能量陷阱」：捕獲高能宇宙射線

科學家發現銀河系中心存在一個「陷阱」，能夠捕獲高能宇宙射線。該現象是基於美國宇航局伽馬射線太空望遠鏡和高能立體視野望遠鏡(HESS)觀測數據得出的。

2016年一項天文觀測結果顯示，伽馬射線達到近50萬億電子伏特(TeV)，這大約是費爾米大視場望遠鏡觀測能量的50倍。

目前科學家在銀河系中心最新發現一個「能量陷阱」，能夠捕獲高能量宇宙射線。這些粒子以接近光速的速度運行，科學家認為它們產生於銀河系中心外側，之後這些粒子被氣體雲減緩速度。

該現象是科學家通過「費爾米伽馬射線太空望遠鏡」和高能立體視野望遠鏡（HESS）觀測發現的，研究人員指出，該區域可能聚集銀河系最快速的粒子。研究報告負責人、荷蘭阿姆斯特丹大學丹尼爾·加格羅（Danielle Gaggero）說：「我們研究結果表明，大多數宇宙射線佔據銀河系最深處區域，並且它們是能量最充沛的，產生於銀河系中心之外的活躍區域，之後宇宙射線減緩穿過，並與氣體雲發生交互反應。」

費爾米伽馬射線太空望遠鏡和高能立體視野望遠鏡觀測到多數伽馬射線噴射物產生的交互作用。研究人員指出，大約90%的宇宙射線是質子，剩餘的是電子和原子核。當它們穿過太空，磁場將破壞它們的路徑，使其很難確定它們的起源。但是研究人員表示，宇宙射線和物質之間的交互反應為他們提供進一步的線索。

美國宇航局指出，這些交互作用導致了伽馬射線釋放，這是一種最高能量的光形式。2016年一項天文觀測結果顯示，伽馬射線達到近50萬億電子伏特（TeV），這大約是費爾米大視場望遠鏡觀測能量的50倍。

高能立體視野望遠鏡是一個陸基天文觀測設備，它能探測到當大氣層吸收伽馬射線的釋放物質，以藍色光的形式將粒子發送進入太空。另一方面，費爾米伽馬射線太空望遠鏡能夠探測到宇宙射線。

在這項最新研究中，研究人員結合兩種類型的觀測數據，發現源自銀河系中心釋放物的連續伽馬射線光譜。研究報告合著作者、西班牙馬德里物理理論學院馬爾科·陶索（Marco Taoso）說：「一旦我們消減亮點光源，我們發現費爾米大視場望遠鏡和高能立體視野望遠鏡具有很好的一致性，這有點兒令人感到意外，因為使用了不同能量窗口和觀測技術。」

研究人員指出，這表明銀河系中其它區域發現的相同宇宙射線與銀河系中心伽馬射線密不可分，但是這種最高速能量粒子移動效率非常低。研究報告合著作者、歐洲核子研究中心阿爾弗雷多·厄爾巴諾（Alfredo Urbano）說：「研究表明能量最強的宇宙射線在銀河系中心度過的時間更多，遠超出之前科學家的預期，因此它們對伽馬射線形成較強的影響。」

雖然這種效應沒有在傳統宇宙射線運動模型中體現出來，研究人員稱，模擬結果與費爾米伽馬射線太空望遠鏡具有較強的一致性。研究報告合著作者、安東尼奧·馬里內利（Antonio Marinelli）說：「用於形成伽馬射線的相同高速粒子碰撞也能產生中微子，它們是速度最快、最輕，人們對其了解甚少的粒子。」

美國宇航局戈達德太空飛行中心費爾米研究小組成員里賈納·卡普托（Regina Caputo）說：「南極洲冰立方實驗探測到太陽系之外的高能量中微子，但是精確定位其來源是非常困難的。」這項研究結果表明，在不久的將來，銀河系中心可能探測到一個強大的中微子源，這將是非常令人興奮的。（葉傾城）

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