银河系惊现超强宇宙射线,难道中央黑洞是一个巨型粒子加速器?

最近,天文学家首次在银河系中发现了能够放射出能量高达1PEV的宇宙射线的射线源,这比银河系其他射线源放射出的射线的能量要高出1000倍。专家推测这一惊人的射线源最可能位于银河系的中央黑洞。

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三体迷【宇宙探秘专栏】在大多数星系中央,往往存在一个超大质量黑洞,我们的银河系也不列外。这些怪物时常会产生一些惊人的极端事件,我们最熟悉的便是其吞噬恒星并吐出超强的喷流。

而最近,天文学家首次在银河系中发现了能够放射出能量高达1PEV的宇宙射线的射线源,这比银河系其他射线源放射出的射线的能量要高出1000倍。专家推测这一惊人的射线源最可能位于银河系的中央黑洞。

科学家们根据间接的测量以及理论研究早就已经预测出我们的银河系理应存在能够放射出能量至少为1PEV(1000000000000000电子伏特)的宇宙射线的射线源。但是,长久以来在我们的星系中观测到的最强的宇宙射线的能量也就只有1TEV(1000000000000电子伏特)。

如今,一个优秀的国际研究小组在一份报告中展现了他们惊人的发现。这项研究的数据来自位于非洲西南部纳米比亚的高能立体望远镜系统(HESS)。HESS是一套专门用于观测宇宙中极端事件发出的高能伽马射线的观测网。

研究人员推测,这一非同寻常的射线源最可能位于我们银河系中央的超大质量黑洞人马座A*。在投入运营的头三年,HESS就已经在银河系中央区域发现了超强的伽马射线源,并且其发出的伽马射线从一片横跨500光年的环绕银河系中央的巨型分子云中发散而出。高能伽马射线以将近光速的速度轰击这些分子云,并与其中的物质发生了相互作用。这一观测结果暗示了在该区域存在一个或多个宇宙射线“加速器”。

HESS在2004年到2013年进行了更进一步的观测,揭示了关于这个区域放射出宇宙射线的一些新情况。普朗克研究所的Aion Viana教授介绍道:“这些前所未有的数据使得我们能够通过分析方法测出这些宇宙射线的空间分布和能量。”也正基于此,科学家们得以首次确定这些粒子束的来源。法国宇宙基本定律研究所(IRFU)的Emmanuel Moulin称:“在银河系中央33光年范围内的某处,存在一个能够将质子加速到1PEV的天体物理源,并且至少能够维持1000年。”

虽然在银河系中央区域存在很多能够产生高能宇宙射线的天体,如超新星遗迹、脉冲星以及巨型恒星团等,但是科学家们认为能将质子加速到1PEV的怪物最可能的还是要数银河系中央的超大质量黑洞。换句话说,银河系中央的超大质量黑洞还客串了宇宙巨型加速器的角色!