一条极其强大的宇宙射线撞击地球：我们不知道它来自哪里

撞击地球大气层的宇宙射线绝对让天体物理学家大吃一惊。

这个微小的粒子携带的能量超过240埃纳电子伏特，即2.4×10²⁰电子伏特 – 仅次于著名的、令人兴奋的Oh-My-God 粒子早在 1991 年就检测到，其 320 exa 电子伏特。

但这是尾巴上的刺痛。就像Oh-My-God粒子一样，科学家们无法追踪到一个明显的来源。

“这些粒子的能量如此之高，它们不应该受到银河系和银河系外磁场的影响。你应该能够指出它们在天空中来自哪里，”物理学家约翰·马修斯（John Matthews）说犹他大学（University of Utah）和望远镜阵列（Telescope Array）合作组织的成员。

“但是就Oh-My-God粒子和这个新粒子而言，你追踪它的轨迹到它的来源，没有什么高能量足以产生它。这就是其中的奥秘——这到底是怎么回事？

宇宙射线有点宇宙难题。我们已经能够检测到它们一个多世纪，但我们仍然没有真正清楚地了解它们在整个宇宙中传播的所有不同方式。

它们实际上不是辐射，就像光一样;它们是粒子，主要是原子核，但也有亚核粒子，如质子和电子。它们以接近光速的速度在宇宙中流动，其力量比它们应有的要大。

科学家认为他们是在精力充沛的环境中产生，例如超新星和恒星碰撞。能量较低的来源，如恒星（包括太阳）产生低能量的宇宙射线，但更强大的宇宙射线被证明有点难以确定。

我们的大气层保护我们免受宇宙射线的伤害，这是其实很棒，但我们仍然有一些非常有效的方法来检测它们。

当宇宙射线撞击大气层，它与其中的其他粒子碰撞，产生阵阵粒子落到地球上。我们有天文台可以探测到这些粒子，将它们与产生它们的宇宙射线碰撞联系起来。

然而，高能宇宙射线产生的阵雨落在一个相对较大的区域，这意味着如果我们想以任何精度重建粒子事件，我们需要覆盖相当大的地面。

这望远镜阵列由国际合作组织运营，有效探测面积为700平方公里（270平方英里）。

2021 年 5 月 27 日，阵列接收到一个信号。在进行计算和分析，并检查和重新检查后，望远镜阵列合作得出的结论是，他们发现了一个能量尺度与Oh-My-God粒子相当的粒子。

“当我第一次发现这种超高能宇宙射线时，”物理学家Toshihiro Fujii说领导这项研究的大阪都立大学说：“我认为一定有一个错误，因为它显示了过去三十年来前所未有的能量水平。

这一发现是使用与揭示Oh-My-God粒子的技术不同的技术进行的，并且在天空的不同部分，这表明这些观测虽然罕见，但代表了真实的天体物理事件。Oh-My-God的检测不是侥幸，也不是错误。

研究小组将这种新粒子命名为天照大神，以强大的神道教太阳女神.研究人员说，两者都可能是质子。

而且，超高能宇宙射线的确认意味着我们现在手上有一点泡菜。你看，超高能粒子有一个明显的截止，这种能量被称为Greisen-Zatsepin-Kuzmin 极限，位于 5 x 10¹⁹电子伏特。

这被认为是粒子在大约1.6亿光年的长距离上可以保持的最大能量，因为宇宙射线在太空中旅行时会失去能量.

显然，在离我们这么远的距离内，有一些东西可以产生宇宙射线，但在太阳系的1.6亿光年内，还没有发现任何强大到足以产生天照大神或天照大神的东西。

“人们认为有能量的东西，比如超新星，远没有达到足够的能量。马修斯 说.“你需要大量的能量，非常高的磁场来限制粒子，同时它被加速。

而追溯天照大神似乎穿越太空的路线，就会回到一个宇宙虚空– 星系趋向于聚集的细丝之间的空间区域，内部相对较少。这意味着我们以某种方式遗漏了一些东西。

也许磁场在粒子加速方面比我们想象的要好。也许附近有一个我们没有看到的来源。或者，也许这些粒子将我们指向一种从未见过的天体物理现象。

“可能是时空结构缺陷，碰撞的宇宙弦，”物理学家约翰·贝尔兹（John Belz）说犹他大学。

“我的意思是，我只是在吐出人们想出的疯狂想法，因为没有传统的解释。这真是个谜。

该研究已发表在科学.

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