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自1912年首次探测到宇宙射线以来,这些从四面八方轰击地球的高能粒子流一直困扰着科学家,他们试图确定这些射流的产生地以及它们如何实现如此高的加速。基于理论计算,一些研究人员曾预测,超新星(标志着恒星死亡的灾难性爆炸)可能是这种辐射的来源。对于宇宙射线的电子成分,观测证实了这一点。现在,今天发表在《自然》杂志上的一份报告提供了强有力的经验证据,表明超新星也可能提供构成这些粒子主体的质子。
东京大学的榎本良二和他的同事使用澳大利亚的CANGAROO望远镜观测了名为RX J1713.7-3946的超新星遗迹。他们探测到被称为π介子的粒子的衰变,这些粒子是在超新星冲击波加速的质子与星际云中的物质碰撞时产生的。由此产生的伽马射线具有极高的能量,达到数太电子伏特(一太电子伏特相当于1012电子伏特)。科学家报告说,尽管其他机制可以产生这种所谓的强子伽马射线,但它们无法解释CANGAROO获得的光谱。正如德国马克斯·普朗克核物理研究所的费利克斯·阿哈罗尼安在随附的评论中指出的那样,“当也考虑早期的X射线数据时,伽马射线似乎一定是由于超新星遗迹加速质子而产生的。”
迄今为止收集的数据不足以精确定位高能伽马射线的确切位置,但探测到的数量表明,它们的产生一定发生在非常稠密的区域。使用其他望远镜进行的未来观测应有助于缩小搜索范围。阿哈罗尼安认为,“这些望远镜将为我们追踪银河宇宙射线的起源做出关键贡献。”