宇宙射线以接近光速的速度从四面八方轰击地球。这些带电粒子是宇宙辐射中能量最高的部分——然而没有人知道它们来自哪里。
天体物理学家推测，高能宇宙射线可能来自遥远星系中的超大质量黑洞，或者可能来自宇宙大爆炸后衰变的粒子。
无论它们的起源是什么，这些射线大约每世纪每平方公里撞击地球大气层一次。撞击产生数十亿次级、低能量粒子的空气簇射，这些粒子反过来激发大气中的氮分子。相互作用产生紫外荧光，照亮空气簇射的路径。科学家们正试图利用这些路径来测量宇宙射线的方向和能量，并将它们的轨迹重建回数百万光年外的太空，以查明它们的来源。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续产出关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的报道。
观测到这些极端事件非常罕见。只有当宇宙射线碰撞直接发生在探测器上方时，地面天文台才能观测到。位于阿根廷的皮埃尔·奥杰天文台拥有世界上最大的宇宙射线探测器，覆盖面积大致相当于罗德岛州，每年记录约 20 次极端能量粒子簇射。
为了提高观测到射线的几率，来自 15 个国家的科学家团队十多年前齐聚一堂，为国际空间站（ISS）设计了一架宇宙射线望远镜。在日本实验舱上，极端宇宙空间天文台（JEM-EUSO）将使用指向地球的广角高速摄像机记录紫外线辐射。凭借如此大的观测面积，该相机将看到更多的空气簇射。该团队最初希望在 2006 年发射 EUSO。但地球上的麻烦——先是 2003 年的哥伦比亚号航天飞机灾难，然后是 2011 年的福岛核泄漏事故，以及现在的乌克兰动荡——已将其部署推迟到至少 2018 年。
然而，科学仍在不断前进。今年 8 月，该团队发射了一个望远镜原型，通过氦气球将其送入 38 公里高的平流层。在接下来的两个小时里，研究人员乘坐直升机在下方跟随，向望远镜的视野中发射脉冲紫外激光和 LED。测试取得了成功：原型机探测到了紫外线痕迹，这与极端能量宇宙射线空气簇射产生的荧光相似。2016 年，宇航员将把一个鞋盒大小的原型机 Mini-EUSO 运送到国际空间站，看看它在完整任务的高度表现如何。