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一幅插圖顯示了銀河系的平面(紅線)和代表神秘伽馬射線信號(hào)的洋紅色圓圈(圖片來源:uux.cn/美國國家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心)
（神秘的地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：天文學(xué)家在我們的銀河系之外發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意想不到且無法解釋的特征，即輻射出被稱為伽馬射線的射線高能光。
這一發(fā)現(xiàn)背后的揭開團(tuán)隊(duì)，包括美國國家航空航天局和馬里蘭大學(xué)宇宙學(xué)家亞歷山大·卡什林斯基，宇宙在搜索美國國家航空航天局費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡13年的伽馬數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)了伽馬射線信號(hào)。
“這是射線一個(gè)完全偶然的發(fā)現(xiàn)，”卡什林斯基在一份聲明中說。揭開“我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)比我們尋找的宇宙信號(hào)更強(qiáng)的信號(hào)，而且是伽馬在天空的不同位置。”
讓這個(gè)伽馬射線信號(hào)更加奇怪的射線是，它位于太空中另一個(gè)無法解釋的揭開特征，這是宇宙迄今為止探測(cè)到的一些最高能的宇宙粒子的來源。
該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為新發(fā)現(xiàn)的伽馬信號(hào)與這些高能粒子或宇宙射線有關(guān)，這些粒子主要由質(zhì)子、射線中子和原子核組成。揭開
這些超高能宇宙射線(UHECRs)攜帶的能量超過伽馬射線的十億倍，它們的起源仍然是天體物理學(xué)中最大的謎團(tuán)之一——這一伽馬射線源的發(fā)現(xiàn)加深了這個(gè)謎團(tuán)。
宇宙化石搜尋引發(fā)伽馬射線驚奇
這種新的神秘伽馬射線特征可能類似于宇宙微波背景(CMB)的一種特殊特征。
CMB代表著宇宙中最古老的光，是大爆炸后大約38萬年發(fā)生的一次事件遺留下來的宇宙化石。在此之前，宇宙是一個(gè)由自由電子和質(zhì)子組成的滾燙、稠密的湯，光無法穿過其中。
然而，大約在這個(gè)時(shí)候，宇宙冷卻到足以讓電子和質(zhì)子結(jié)合在一起形成原始原子。自由電子的突然缺乏意味著光子，光的粒子，不再被這些帶負(fù)電的粒子無休止地散射。
宇宙有效地在瞬間從不透明變成透明，允許第一束光傳播。CMB是由這些第一批自由移動(dòng)的光子組成的。
隨著宇宙在隨后的近138億年中膨脹，這些光子失去了能量，現(xiàn)在具有令人不寒而栗的零下454華氏度(零下270攝氏度)的均勻溫度。
1964年5月，美國射電天文學(xué)家羅伯特·威爾遜和阿諾·彭齊亞斯首次發(fā)現(xiàn)了CMB，它是地球上空所有方向的微波輻射。然而，在20世紀(jì)90年代，當(dāng)美國國家航空航天局的宇宙背景探測(cè)器(COBE)發(fā)現(xiàn)CMB溫度的微小變化時(shí)，這種表面上的一致性受到了挑戰(zhàn)。
COBE發(fā)現(xiàn)，朝向獅子座方向的CMB比平均溫度高0.12%，微波更多，而相反方向的CMB比平均溫度低0.12%，微波更少。
CMB中的這種模式或“偶極子”被歸因于我們太陽系的運(yùn)動(dòng)——相對(duì)于化石輻射場每秒230英里。然而，如果是這樣的話，由太陽系的運(yùn)動(dòng)引起的類似偶極子應(yīng)該出現(xiàn)在所有來自太陽系以外的天體物理源的光中，但這迄今為止還沒有被發(fā)現(xiàn)。
天文學(xué)家正在其他類型的光中尋找這種效應(yīng)，這樣他們就可以確認(rèn)CMB偶極子是我們運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。
“這樣的測(cè)量很重要，因?yàn)閷?duì)CMB偶極子的大小和方向的分歧可以讓我們一窺早期宇宙中的物理過程，潛在地回到不到萬億分之一秒的時(shí)候，”團(tuán)隊(duì)成員費(fèi)爾南多·阿特里奧-巴蘭德拉說，他是西班牙薩拉曼卡大學(xué)的理論物理學(xué)教授。
一個(gè)還是兩個(gè)宇宙之謎？
該團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡及其大面積望遠(yuǎn)鏡(LAT)，該望遠(yuǎn)鏡每天數(shù)次掃描地球上空的整個(gè)天空，以收集和整理多年的數(shù)據(jù)。研究人員希望在LAT數(shù)據(jù)中隱藏著一種可以在伽馬射線中檢測(cè)到的偶極發(fā)射模式。
由于狹義相對(duì)論的效應(yīng)和伽馬射線的高能性質(zhì)，這樣一個(gè)偶極子在這個(gè)數(shù)據(jù)中的重要性應(yīng)該是它在CMB的低能微波光中的五倍。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了類似這種模式的東西，但不是在他們預(yù)期的地方。
“我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)伽馬射線偶極子，但它的峰值位于南部天空，遠(yuǎn)離CMB的[峰值]，其大小是我們從運(yùn)動(dòng)中預(yù)期的10倍，”團(tuán)隊(duì)成員克里斯·施拉德說，他是美國天主教大學(xué)的天體物理學(xué)家。“雖然這不是我們想要的，但我們懷疑這可能與報(bào)道的最高能量宇宙射線的類似特征有關(guān)?！?br>在高能帶電粒子到達(dá)地球時(shí)，它們組成的簇射中也有相應(yīng)的偶極子，這是阿根廷的皮埃爾·奧格天文臺(tái)在2017年首次發(fā)現(xiàn)的。
盡管這些帶電粒子在向地球移動(dòng)時(shí)會(huì)受到銀河系磁場和其他磁場的偏轉(zhuǎn)，并且這種偏轉(zhuǎn)的強(qiáng)度取決于粒子及其電荷的能量，但UHECR偶極子仍然在與Kashlinsky和同事發(fā)現(xiàn)伽馬射線源的位置相似的位置達(dá)到峰值。
研究小組推斷，由于位置的這種相關(guān)性，神秘的伽馬射線和UHECRs很可能是聯(lián)系在一起的，特別是考慮到不明來源正在產(chǎn)生這兩種現(xiàn)象。
天文學(xué)家現(xiàn)在想調(diào)查這些發(fā)射的位置，以確定這種超高能光和這些超高能粒子的來源，或者可能的來源，看看它們是否確實(shí)有聯(lián)系，以及它們是否代表一個(gè)或兩個(gè)有待解決的宇宙之謎。
該小組的發(fā)現(xiàn)由Kashlinsky在路易斯安那州新奧爾良舉行的美國天文學(xué)會(huì)第243次會(huì)議上提出，并在周三(1月10日)發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上的一篇論文中進(jìn)行了討論。