宇宙中最强大的宇宙射线终于可以解释

在我们银河系的某个地方，有引擎能够将原子碎片驱动到光速以内的速度。

恒星的爆炸性死亡似乎是寻找这些高能宇宙子弹来源的自然场所，但当涉及到最强大的粒子，研究人员对此表示怀疑。

一个小型国际物理学家团队的数值模拟可能仍然挽救了宇宙射线在最高能量下发射的超新星理论，这表明在短暂的时期，坍缩的恒星仍可能成为宇宙中最极端的加速器。

为一个多世纪，科学家们扫描了天空可能造成此事的现象感谢相对持续的原子核雨和偶尔遍布我们星球的电子。

简单地跟随它们的轨迹，就像在海滩上捡起一个瓶子，然后望向地平线寻找它的家。大多数宇宙射线的电荷使它们受到整个银河系及更远地区的湍流磁场海洋的摆布，使研究人员不得不寻找其他线索。

在几千光年之外的银河系后院，被称为第谷星的历史性超新星已经研究了能够加速带电粒子的物理迹象。

1572 年，天文学家对这颗恒星的突然变亮感到惊叹，现在人们认为这是一颗白矮星在热核灾难中结束生命的最后欢呼。当它的核心在自身重量下坍塌时，热量和辐射的爆发猛烈撞击周围气体的外壳，产生了巨大的磁场。

2023 年研究人员发表了他们对这些磁场的分析，发现它们产生宇宙射线的能力“明显小于”现有模型的预期。

虽然这并不排除坍缩恒星作为潜在粒子加速器，这确实引发了关于它们能提供多少电力的问题。

时不时地，地球被一些真正的怪物– 粒子最高可达一千倍比我们自己的技术所能产生的任何东西都更强大。这些 peta-electronvolt （PeV） 能量是被称为 PeVatrons 的假想宇宙引擎的工作。

根据德国波茨坦大学的天体物理学家罗伯特·博泽（Robert Brose）、西班牙能源、环境和技术研究中心的尤里·苏什（Iurii Susch）和都柏林高等研究所的乔纳森·麦基（Jonathan Mackey）的说法，垂死的恒星可能就是科学家们一直在寻找的神秘的PeVatrons。

要让它发挥作用，垂死的恒星首先需要咳出足够的物质，在自身周围形成一个致密的外壳。然后，在超新星出现的那一刻，快速膨胀的冲击波撞击这个密集的环境，产生必要的磁湍流，将原子核和电子鞭打到 PeV 级的加速度。

他们声称，关键因素是时间——只有在它的头十年或二十年里，周围的壳层密度才足以提供粒子达到最高能量所需的湍流量。

“只有非常年轻的超新星残余物在致密环境中演化，才可能满足将粒子加速到 PeV 能量的必要条件，”该团队写.

如果第谷的恒星再屏住呼吸几个世纪，天体物理学家可能会记录到一场最高星等的宇宙射线雨。

也许在不久的将来，附近另一颗恒星的猛烈结局可能会给我们提供他们需要的机会，一劳永逸地解开 PeVatrons 的复杂之谜。

这项研究已被接受发布天文学与天体物理学.

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