NASA天文臺探測到6700萬光年外的超能量粒子

NGC 3079是一個離地球6700萬光年的邊緣螺旋星系,它包含兩個“超級氣泡”。NASA錢德拉x射線天文臺(Chandra X-ray Observatory)的最新觀測結果顯示,這個星系中的一個宇宙粒子加速器正在“超級氣泡”的邊緣產生超高能粒子。這些粒子可以比歐洲核子研究中心的大型強子對撞機產生的粒子更有能量。

NASA天文臺探測到6700萬光年外的超能量粒子

NGC 3079的超級氣泡是所謂的“費米氣泡”(Fermi bubbles)的近親,費米氣泡於2010年首次出現在我們的銀河系。它們在NGC 3079中心的兩側展開:一個直徑為4900光年,另一個直徑略小,直徑約3600光年。這些結構提供了證據,證明它們和類似的結構可能是高能粒子的來源,這些粒子被稱為宇宙射線,它們定期轟炸地球。

“與爆炸恆星相關的衝擊波可以將粒子加速到比大型強子對撞機產生的粒子大100倍的能量,”該研究的第一作者、密歇根大學的李江濤博士及其同事說。NGC 3079中超級氣泡的外部區域在膨脹並與周圍氣體碰撞時會產生衝擊波。”

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天文學家認為,帶電粒子在這些激波中散射或反彈於雜亂的磁場中,就像彈球機中的球從保險槓上反彈一樣。他們解釋說:“當粒子穿過激波前沿時,它們會加速,就像受到彈球機的擋板的踢一樣。這些高能粒子可以逃逸,有些最終可能以宇宙射線的形式撞擊地球大氣層。”

NASA天文臺探測到6700萬光年外的超能量粒子

NGC 3079氣泡中不同波長的無線電波或x射線的數量,或稱“光譜”,表明發射源是圍繞磁場線螺旋運動的電子,並通過一種稱為同步輻射的過程進行輻射。

這是第一個直接證據證明同步加速器輻射來自一個星系大小的超級氣泡的高能x射線,它告訴科學家電子所獲得的最大能量。


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