研究揭開宇宙射線和中微子的可能來源

畫家構思轟擊地球的宇宙射線
宇宙射線和中微子是來自太空,而且每天都在轟擊地球的亞原子粒子的一部分。不過,是什麼產生了這些難以探測的粒子?一組由來自德國電子同步加速器(Deutsches Elektronen-Synchrotron )研究所博士生丹尼·彪(Daniel Biehl)為首的硏究團隊,發現白矮星上的潮汐力瓦解事件或者要對此負責。

美國亞利桑那州立大學的塞西莉亞·龍娜仙妮(Cecilia Lunardini)副教授指出,當恆星離黑洞太近導致其被強引力撕裂時,潮汐力瓦解事件便會發生,被摧毀恆星的部分殘骸降落到黑洞裡,而這導致黑洞釋放能量並且令粒子加速。

理論上,黑洞噴流的極端能量足以將同時產生高能中微子和超高能宇宙射線的級聯反應中的原子核瓦解。研究人員發現,一個簡單的白矮星撕裂產生的原子核瓦解,並且在黑洞噴流中加速過程,會同時產生上述兩種亞原子粒子。

儘管潮汐力瓦解事件在數十年前便有了理論預測並且研究人員已發現足夠多的潛在事件,但僅有少數觀測得到證實。數據的匱乏意味著研究人員目前仍不理解潮汐力瓦解事件是如何呈現的,而對於它們是否是最高能宇宙射線和中微子的神秘來源知道的更少。

龍娜仙妮對此表示贊同,並且認為最新研究是一種理論解釋。只有人們同步觀測到顯示潮汐力瓦解事件的X射線和來自同一片天空的中微子,它才會得到確認。即便如此,產生這些高能粒子的其他過程也可能在起作用。

【圖:互聯網;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】

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