来自几千光年外的最强高能电子正在撞击地球
来自几千光年外的最强高能电子正在撞击地球
科学家们最近探测到了有史以来能量最高的电子，这些宇宙射线的能量是可见光的数万亿倍，似乎来自离太阳系相对较近的一个强大源头。
地球不断受到宇宙辐射的轰击，其中大部分来自我们的太阳。但其他来源，如类星体、超新星和伽玛射线暴，也会发射极高能量的粒子。现在，科学家们已经确定了有史以来从太空中发射的能量最高的电子。
被认为是新探测到的高能电子来源的脉冲星的艺术家印象图（美国国家航空航天局/戈达德太空飞行中心概念图像实验室）
天体物理学家探测到有记录以来能量最大的电子正在向地球倾泻。这些宇宙射线的能量是可见光的数万亿倍，似乎来自离太阳系相对较近的一个强大源头。
这种能量以电子伏特（eV）为单位，1 eV 是指单个电子在加速一伏特时所获得的动能。宇宙射线中大多数电子的能量为几百千兆电子伏特（GeV）。但新探测到的破纪录电子的能量却高达惊人的 40 太电子伏特（TeV）。这相当于数万亿电子伏特。
这一发现是由一个团队通过分析纳米比亚 HESS 天文台 10 年来所收集的数据而得出的。该设施以一种有趣的方式探测宇宙射线——当宇宙射线进入地球大气层时，会与空气中的原子和分子发生碰撞，并引发二次粒子雨。这些粒子雨的具体构成可以揭示原始粒子的身份。
HESS天文台观测纳米比亚的天空（萨宾-格洛古恩）
带电电子及其反物质对应物正电子只占宇宙射线的 1%左右，因此很难在其他粒子的背景噪声中探测到它们。在该项新研究中，研究人员使用了新算法，从 HESS 数据集中更准确地过滤出它们。这揭示了前所未有的高能宇宙射线电子的范围，一直高达 40 TeV。
不幸的是，追溯宇宙射线电子的来源非常棘手。当它们经过宇宙中的磁场时，它们到达我们身边的路径是弯曲的，所以当它们到达我们身边时，它们基本上可能来自任何地方。
方向可能无法确定，但天文学家至少可以算出它们走了多远。这些高能粒子在太空中飞行的时间越长，耗散的能量就越多。因此，研究小组认为，大部分能量低于 1 TeV 的电子可能来自一系列遥远的天体。
但那些处于光谱高端的电子不可能飞行了很远的距离，仍然拥有如此高的能量。研究小组计算出，这些电子一定来自距离我们太阳系几千光年以内的地方。用宇宙术语来说，这已经非常接近了。
研究小组说，最明显的候选者是脉冲星——一种从两极产生电磁辐射束的中子星。可能只有一颗脉冲星，也可能是该距离内的几颗脉冲星。
这项研究发表在《Physical Review Letters》杂志上。